Vad är elektromagnetiska metamaterial?

Elektromagnetiska metamaterial är föreningar konstruerade för att ha unika strukturella såväl som kemiska egenskaper som inte är naturliga för själva materialen.Nanoskala ytor skapas som kan påverka metamaterialreaktionen på vanligt ljus, liksom andra typer av strålning såsom mikrovågsstrålning genom att de strukturella egenskaperna är mindre i storlek än den faktiska våglängden för strålning.Egenskaper Sådana elektromagnetiska metamaterial skapas ofta för att visa inkluderar unika dielektriska effekter, liksom ett negativt brytningsindex med silvermetamaterial, som kan användas för att göra en superlens som kan lösa funktioner några nanometer i storlek eller användas för att se inre av inreIcke-magnetiska föremål.

Medan elektromagnetiska metamaterial har ett brett utbud av potentiella tillämpningar, har fokus för mycket av forskningen till sådana material från 2011 varit inom mikrovågsteknik för avancerade antenner och andra magnetrelaterade system.Dessa konstgjorda strukturer kan utveckla magnetismfunktioner i närvaro av mikrovågsfält eller terahertz-infraröda fält som finns direkt mellan mikrovågsugn och synligt ljusområde för det elektromagnetiska (EM) spektrumet.Sådana material skulle annars vara icke-magnetiska och stimulera denna egenskap i dem kallas i fysik som att skapa vänsterhänt (LH) beteende.Att skapa ett sådant beteende i icke-magnetiska anordningar skulle vara ett instrument för tillverkning av avancerade filter och strålskiftande eller fasskiftande elektronik.

Användningen av metamaterial skulle ytterligare miniatyriska elektronikkomponenter, såväl som kretsar och antenner mer selektivt mottagliga mottagandeeller ogenomträngliga för olika band i EM -intervallet.Ett exempel på en applikation för en finare kontrollnivå över elektromagnetiska vågor skulle vara inom Global Positioning System (GPS) -teknologi som kan överföra eller blockera en mer exakt positioneringssignal än för närvarande är möjligt i militära inriktning och fastställningsmiljöer.Denna förbättrade förmåga möjliggörs av det faktum att elektromagnetiska metamaterial är en artificiellt strukturerad materialform som både interagerar med och kontrollerar omgivande elektromagnetiska vågor, vilket gör materialen både sändare och mottagare.

De typer av metamaterial som visar dessa egenskaper har strukturella funktionerkonstruerad i skalan av Angström, eller i en storlek av ungefär en tiondel av en nanometer.Detta kräver gemensamma insatser från flera vetenskapsområden för att bygga sådana material, inklusive fysik, kemi och teknik inom nanoteknik och materialvetenskap.Guld-, silver- och kopparmetaller, såväl som plasma och fotoniska kristaller är material som har använts för att konstruera sådana elektromagnetiska metamaterial, och när vetenskapen fortskrider, använder metamaterial ökande tillämpningar inom optikområdet.Det är teoretiserat att så småningom en form av elektromagnetiskt osynlighetsfält kan genereras av sådana metamaterial, där synligt ljus kunde böjas runt dem för att dölja deras närvaro.