метаматериал

метаматериал
Термин
метаматериал
Термин на английском
metamaterial
Синонимы
Аббревиатуры
Связанные термины
фотоника
Определение
материалы, свойства которых обусловлены не столько индивидуальными физическими свойствами их компонентов, сколько специфической микро- и макроструктурой.
Описание

Термин «метаматериалы» особенно часто применяют по отношению к материалам, которые демонстрируют свойства, нехарактерные для объектов, встречающихся в природе.  

Один из наиболее известных классов метаматериалов — материалы с отрицательным коэффициентом преломления, который проявляется при одновременной отрицательности диэлектрической и магнитной проницаемости.

Оптические свойства вещества характеризуются показателем преломления n, который связан с ? и ? простым соотношением
n = ± ?(???). Для всех известных материалов перед квадратным корнем должен стоять знак «+», и поэтому их показатель преломления положителен. В.Г.Веселаго показал, что у вещества с отрицательными ? и ? показатель преломления n должен быть меньше нуля.

Природные материалы с отрицательной диэлектрической проницаемостью хорошо известны – это любой металл при частотах выше плазменной частоты (при которой металл становится прозрачным). В этом случае ? < 0 достигается за счет того, что свободные электроны в металле экранируют внешнее электромагнитное поле. Гораздо сложнее создать материал с ? < 0, в природе такие материалы не существуют. Английский ученый Д.Пендри (John Pendry) в 1999 г. показал, что отрицательная магнитная проницаемость может быть получена для проводящего кольца с зазором. Если поместить такое кольцо в переменное магнитное поле, в кольце возникнет электрический ток, а на месте зазора возникнет дуговой разряд. Поскольку металлическому кольцу можно приписать индуктивность L, а зазору соответствует эффективная емкость С, систему можно рассматривать как простейший колебательный контур с резонансной частотой ?0 ~ 1/(LC)-1/2. При этом система создает собственное магнитное поле, которое будет положительным при частотах переменного магнитного поля ? < ?0 и отрицательным при ? > ?0. Таким образом, возможны системы с отрицательным откликом как на электрическую, так и на магнитную компоненту электромагнитного излучения.

Другим известным классом метаматериалов, находящим все большее практическое применение, являются фотонные кристаллы.

Авторы
  • Наймушина Дарья Анатольевна
  • Шляхтин Олег Александрович, к.х.н.
Ссылки
  1. Envision This: Mathematicians Design Invisible Tunnel / © 1996-2009 Scientific American Inc. URLL:http://www.scientificamerican.com/article.cfm?id=envision-this-mathematicians-design-invisible-tunnel
  2. Трёхмерные фотонные метаматериалы / Нанометр URL: http://www.nanometer.ru/2008/06/01/nanostructure_53065.html
  3. Метаматериалы вплотную подошли к оптическому диапазону / © 2005-2009 «Элементы» URL: http://elementy.ru/news/430481
  4. Metamaterial / Wikipedia URL: http://en.wikipedia.org/wiki/Metamaterial
Иллюстрации
Фотография метаматериала с

Фотография метаматериала с отрицательным показателем преломления для микроволнового излучения.


Источник: www.nanometer.ru
Куб метаматериала представляет собой трех

Куб метаматериала представляет собой трехмерную матрицу, образованную медными проводниками и кольцами с разрезом. Для микроволн с частотами около 10 ГГц куб имеет отрицательный показатель преломления. Шаг решетки — 2,68 мм, или около 0,1 дюйма. 


Источник: www.sciam.ru
Метаматериал группы Шалаева представляет из себя сандвич из двух листов серебра, разделенных тонким

Метаматериал группы Шалаева представляет из себя сандвич из двух листов серебра, разделенных тонким слоем окиси алюминия. В нём прорезаны прямоугольные отверстия поперечником около 120 нанометров, лежащие на расстоянии 300 нанометров друг от друга. Эта дырчатая структура обладает коэффициентом преломления –1,1 при длинах волн инфракрасного света, лежащих в промежутке 818–799 нанометров.


Источник: www.elementy.ru

Теги
Разделы
Искусственные среды с отрицательным коэффициентом преломления (метаматериалы)
Нанофотоника и коротковолновая нелинейная оптика
Нанотехнологии в фотонике и оптоэлектронике, компонентная база и устройства
Наноматериалы

Энциклопедический словарь нанотехнологий. — Роснано. 2010.

См. также в других словарях:

  • Метаматериал — Метаматериал  композиционный материал, свойства которого обусловлены не столько свойствами составляющих его элементов, сколько искусственно созданной периодической структурой[1][2]. Метаматериалы синтезируются внедрением в исходный природный …   Википедия

  • фотоника — Термин фотоника Термин на английском photonics Синонимы Аббревиатуры Связанные термины волокно фотонно кристаллическое, метаматериал, нанофотоника Определение область науки и техники, которая занимается изучением фундаментальных и прикладных… …   Энциклопедический словарь нанотехнологий

  • фотонный кристалл — Термин фотонный кристалл Термин на английском photonic crystal Синонимы Аббревиатуры Связанные термины волокно фотонно кристаллическое, метаматериал, нанофотоника Определение материал, структура которого характеризуется периодическим изменением… …   Энциклопедический словарь нанотехнологий

  • Искусственные среды с отрицательным коэффициентом преломления (метаматериалы) — Статьиметаматериал (Источник: «Словарь основных нанотехнологических терминов РОСНАНО») …   Энциклопедический словарь нанотехнологий

  • Наноматериалы — ПодразделыНаночастицы в твердых, полимерных или жидкокристаллических матрицахНаночастицы на подложкахНанокапсулыСлоистые материалы с характерными размерами фрагментов порядка постоянной решеткиСуперкристаллы на основе высокоупорядоченных… …   Энциклопедический словарь нанотехнологий

  • Нанотехнологии в фотонике и оптоэлектронике, компонентная база и устройства — Статьи"двуликие" частицыволноводволокно фотонно кристаллическоегибридные материалыгомоэпитаксиякрай полосы поглощенияматричная изоляцияметаматериалмикроморфологиянанометрнанофотоникаорганический светодиод …   Энциклопедический словарь нанотехнологий

  • Нанофотоника и коротковолновая нелинейная оптика — ПодразделыНанообъекты и устройства ближнепольной оптикиНелинейные оптические преобразователи и волноводыРентгеновские линзыФотонные кристаллыИскусственные среды с отрицательным коэффициентом преломления… …   Энциклопедический словарь нанотехнологий

  • Невидимость — Запрос «Невидимка» перенаправляется сюда; см. также другие значения. Невидимость  невозможность по каким либо причинам полностью или частично регистрировать объект в произвольном диапазоне электромагнитных волн. Для того, чтобы объект был… …   Википедия

  • Кибернетик — Кибернетика (от греч. kybernetike  «искусство управления», от греч. kybernao  «правлю рулём, управляю», от греч. Κυβερνήτης  «кормчий»)  наука об общих закономерностях процессов управления и передачи информации в машинах, живых организмах и… …   Википедия

  • Метаматериалы — Право и левостороннее преломление Метаматериал композит, имеющий свойства, не встречающиеся в природе, в частности имеющий отрицательную диэлектрическую и магнитную проницаемости. Содержание 1 Свойства 2 Применение …   Википедия

Поделиться ссылкой на выделенное

Прямая ссылка:
Нажмите правой клавишей мыши и выберите «Копировать ссылку»