详细ü.小号. 斗篷新材料:金属脆弱

  两个示图的扫描电子显微镜图像,并且通过研究人员在加州大学开发出了图表,伯克利超材料上 - 顶视图和侧视图。此材料被嵌入多孔氧化铝平行的纳米线内。当该材料是发生可见光已知负折射,向后行进方向的偏转。

  第一左负折射率可在光学带3D来获得 "鱼网" 超材料示意图。在右边是一个装配式结构的扫描电子显微镜图像. 这种结构是由研究人员在加州大学伯克利分校开发制造。能够以小的电路来形成交替层弯曲向后方向转动的光。

  据物理学家组织网报道,美国加州大学伯克利分校,大学的科学家已首次设计出能逆转可见光和近红外光的传播方向的3D材料,新发明将不仅带给人们的享受科幻小说,这种斗篷的材料制成,从而使视觉对象的无形的,也将有助于基于高分辨率成像研究的光学图像,并且在集成电路制造高性能的超小型电脑,以帮助。

  在对象周围弯曲光波

  关于超材料两大突破性的发展(的材料和改变电磁波的方向特殊能力的组合),出版发表在8月13日发行 "性质" 杂志8月15日在日记 "科学"。

  新开发的超材料具有改变光的传播方向的能力,在这种材料中的光线会 "负折射"。这种材料可以是像河流中流动的岩石周围尽可能完全弯曲光波周围的物体,以使得 "隐形" 影响。

  与此相反,所有的在自然界中发现的材料具有正的折射率(正折射率),这是用来从一种介质的电磁波测量到另一介质时,光的弯曲程度是这样的方法。在已知的方法中描述的折射插图,棒水淹部的插入,弯向表面似乎方向。如果水显示出负折射,所述棒的浸没部将从表面突出似乎。另外一个例子是,如果有一个负折射水,水下游泳游泳的鱼将看起来像在水上方的移动空气。

  实际应用中取得显著进展

  以前,有由具有超功能的光学频率的材料的其他研究小组,但只有那些2D单层合成材料的颗粒,其弯曲光不太准确能力。根据前面的报告,具有负折射光焦度和更厚的三维超材料仅具有较长波长的微波范围内的是本。

  加州大学伯克利分校的中心纳米科技张翔(音)领导的研究小组开发了两个新的超材料,他说: "我们采用两种不同的方法一直在做,力争在可见光光谱创造能量表现出负折射率超材料。这两种方法让我们的超材料方面的实际应用的发展迈进了一大步。"纳米科学与由美国国家科学基金会资助的技术中心(NSF)。张是加州大学伯克利分校,劳伦斯伯克利国家实验室的科学家,材料科学系的大学。

  通过一个很窄的范围内的电磁辐射,世界的可见光认为是已知的人类。可见光从400nm(紫色和紫)至700纳米(暗红色)。具有较长波长的红外光,范围从约750纳米至1毫米。人类的头发的直径大约100,000纳米。获得所述超材料的负屈光力的方法,其结构的阵列为比电磁波人类使用更小的。在较长波长微波范围熟练控制的人取得了更多的成功,但是这并不奇怪。该波长范围从1mm到30厘米。

  使用了层叠超材料的交替层的

  在论文中 "性质",氟化镁的加州大学伯克利分校的研究人员银和非导电层交替堆叠在一起,和纳米尺寸的图案挖层之间的网,由超光学材料的。科学家在最大波长上至1500nm的波长范围内,我.?.,得到近红外区域是已知的,负折射率测量。研究生和共同作者将刊登在 "性质" 加州大学伯克利分校的杂志纸,贾森情人解释说,每一个操作或不操作层会形成一个电流回路。交替层一起,以产生一系列被设计成能承受磁场环的堆到光附近产生。

  瓦伦丁说,当光通过或使二种材料吸收能量 "失利" 被减少到最小,他们将获得负折射能力。至 "性质" 杂志描述 "鱼网" 材料,强相互作用小的集成电路这样的材料允许光通过,并较少的能量损失穿过所述金属层时。瓦伦丁说: "天然材料不响应光的磁场,但超材料,我们能够制造。这可以被称为具有磁性的第一光学材料。因此,材料内的光波和电场将向后移动。"

  超材料 "科学" 杂志描述的,一种替代方法向后弯曲方向到达光。超材料被嵌入银纳米线构成的多孔氧化铝内。虽然这种结构比约10倍的薄片,无法控制的喷嚏可以吹走,但它被认为是一种超材料,因为它是光的大于10倍的波长。发表在杂志 "科学," 作者观察不大于660纳米波长从红色到负折射。这是第一个证明可以扭转可见光方法的方向。

  学生在加州姚洁大学伯克利分校应用科技的研究生课程,还出版了作者在日记 "科学", 他说: "专门设计的纳米的垂直线的几何形状,仅在光波反应的领域中取得。等于纵向线纳米之间的距离,彼此平行。的磁场时以直角与光波的振动和电场。忽略的磁场垂直于纳米线是必要的,这个功能是非常重要的,以减少能源消耗。"研究人员称,纳米布线材料的这种新的方法,它没有发现负屈光力的情况下的方法,可以在光超材料的方向向后弯曲,电容率的(散布的电场的能力)和导磁率(磁场作出什么反应),这是特别重要的两个负。

  具有负折射率的好处

  中公布的好处 "性质" 在论文中描述的杂志渔网超材料获得负折射率的折射率有一个真正的缺点是,它通过减少干扰,大大提高了天线的性能。负折射率材料也反转多普勒效应,使得频率可以降低接近时,而不是增加。多普勒效应是利用警方雷达测速的现象,监控过往车辆的速度。但研究人员说,对于大多数应用,如纳米方式光学图像或超材料的隐形斗篷,纳米线和渔网超材料是有可能发挥重要作用。

  张翔说: "这些材料中的突出原因是,它们可以在宽范围的光的波长谱,和更少的能量损失的内操作。我们也放弃了以往的设计共振物理学为基础,推出了新的方法,开发超材料。之前在超材料光学频率范围内,必须在特定的振动频率共振,以产生负折射,该过程会吸收大量能量的。和构成元件不是纳米谐振线路和渔网超材料。"

  易折断实际应用新材料依然遥远

  这些研究人员热烈的同时形成可见光波长范围内,这些超材料的方法欢迎,他们警告说,他们仍然远离斗篷和其他应用程序。例如,超材料斗篷等著名小说 "哈利·波特" 制造的超材料是由金属制成,是非常脆弱的。他们说,大规模生产方法的这种物质的形成,也是一个巨大的挑战。一个重要的转折点,但研究人员称,在可见光波长范围内得到的负折射超材料,这样的伪装设备的块探索的过程。(秋季灵)

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