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为“隐身斗篷”赶制“面料” 负折射超材料实现由多功能层向单功能层跨越

时间:2010-04-26 01:37:08 来源:科技日报|http://www.stdaily.com/


 
新型负折射率超材料示意图。 图片来源:加州理工学院

  科技日报讯 据物理学家组织网4月23日(北京时间)报道,美国加州理工学院的科学家研发出一种新型人造光学超材料,可使光线呈现出负折射,即该材料能够“引导”任意入射光线,使折射光线与入射光线在界面法线的同侧。相关研究发表在4月出版的《自然•材料》杂志上。
  这种新型负折射超材料具有三维结构,只需单个功能层便可工作,且比传统负折射率材料更加“多才多艺”。论文主要作者、加州理工学院能量转化和能量前沿研究中心的斯坦利•布尔戈斯表示,他们已实现在可见光谱的蓝光部分对入射光进行负折射处理。
  新型超材料的与众不同之处在于其独特的制造工艺。此前的负折射率材料一般由共振物质组成多功能层,以达到反常的折射效果。而新材料则将耦合的等离子体波导阵列嵌入单个银质功能层中,从而实现了特殊的光折射需求。较之以往的负折射率材料,新材料的制造过程更具可行性。而通过改变制造材料,并借助波导几何结构的改变,新型超材料能对来自任意角度和偏振的不同波长的光线“作出回应”。他们还有望据此开发出具备同一负折射率的新材料。
  作为此次研究的主导者,加州理工学院瑞斯尼克研究所的主任哈利•亚特华德表示,该新型超材料的研发成功开启了通向研制超级透镜的大门,其可逾越衍射极限,获取具超高分辨率的“理想”图像,被认为是下一代光学显微镜的希望所在。此外,新型超材料对于太阳能电池也具有很好的适配性,其可对太阳光谱作出更紧密的“回应”,这就为发展能够提高太阳光收集效率的宽波段、广角度的太阳能电池提供了可能。这种新型负折射率超材料还可用于多个领域。如在眼镜制造等实际应用中,材料对光的入射角度和偏振的感应“钝化”就显得至关重要。这种新的奇异材料还有望为“隐身斗篷”的研究带来进一步的突破。(张巍巍)

  我敢肯定,大多数人读过这篇报道后的第一联想不会是用来干坏事。近年来,各种波段的隐形材料都在迅速发展。从多功能层到单功能层,加州理工学院的负折射超材料研发让哈里•波特的隐身斗蓬更贴近现实一步。其实,负折射超材料的意义除了别人看不到你之外,还在于你能看到别人看不到的东西。比如,这种材料制作的透镜将使光刻工艺爆发革命,从而大大提高现有芯片的集成能力。这意味着一个真正基于纳米级芯片的高性能计算机时代来临。

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