Metamates

Genel Bakış

Metamaller elektromanyetik, akustik veya elastik dalgaları kontrol etmek için rezonans elemanları düzenler. Etkili izin vermeleri, geçirgenlik, yoğunluk veya sertlik doğal malzemelerde yaygın olarak düşebilir, alışılmadık refksiyona, odaklanma ve filtrelemeye olanak sağlar.

Teknik temeller

Elektromanyetik metamalzemeler kutupizasyon ve magnetizasyonun mühendisileştirilmiş etkili parametreler oluşturup ortaya çıkan yeniden iletkenler, dielektrik partikülleri veya desenli yüzeyler kullanır. Olumsuz refksiyon faz ve enerji akışı farklı olduğunda meydana gelebilir, metasurfaces, ince bir arayüz boyunca uzaysal olarak farklı faz geçişlerini dayattır. Akustik ve mekanik analoglar baskı, yerinden edilme ve elastik modları manipüle eder. Band yapıları izin ve yasak yayılımı ve simetri veya topoloji, malzeme kaybı ortadan kaldırmadan bazı kusurları karşı seçilmiş kenar eyaletlerini koruyabilir.

Nasıl çalışır

Bir olay dalgası, birim hücreleri tekrar eden mevcut, baskı alanları veya mekanik hareket yönlendirir. Hücreler arasındaki Coupling, modelden daha büyük dalgalar üzerinde etkili bir yanıt oluşturur. Geometri, malzeme kaybı ve simetri rezonansları, bant genişliğini ve homojenize açıklamaların geçerli olup olmadığını belirler.

Ölçme ve Araştırma Yöntemleri

Karakterizasyon önlemleri karmaşık iletim ve frekans ve açı üzerinde yansıma, sonra homojenizasyonun yanlış olduğu zaman etkili parametreler alır. Yakın alan tarama haritaları yerel modlar ve Interferometry yeniden yapılandırmalar aşaması. Kumaşlama, optiklerden akustiklere kadar ölçekler boyunca baskı veya katkı üretimi kullanır. Simülasyonlar Maxwell veya elastik denklemleri ölçülmüş malzeme özellikleri ve tolerans süpürleri ile çözer. İnvizibilite veya mükemmel görüntülemenin talepleri, aperture, polarizasyon, nesne büyüklüğü ve kaybı rapor etmelidir; sınırlı bir gösteri evrensel pıhtılaşma anlamına gelmez.

Anahtar fikirler

• Mühendisli birim hücresi, malzeme tanımının bir parçasıdır.
• Exotic yanıt genellikle ticaret bant genişliği, kaybı, tolerans veya angular aralığı.
• Subwavelong patterning, kalibre veya enerji tasarrufu kısıtlamalarını kaldırmaz.

Mevcut araştırma sınırları

Araştırma, elektronik, optik veya mekanik ayar ile aktif metasurfaces geliştirir ve programlanabilir dalga kontrolü ile algılar. Lineer ve zaman-varying yapıları frekans dönüştürme ve nonreciprocal yanıt sağlar. Üretim öncelikleri büyük boşlukları tekrarlanabilirlik ve düşük parlaklık dielektrikleri içerir. Açık sorular binlerce elementin istikrarlı kontrolünü endişelendirir, termal kullanım ve güvenilir, güçlü çift hücreler için modeller azaltır. Uygulamalar genellikle geleneksel optikler, antenler veya yapısal malzemeler için tüm amaçlı yedeklerden ziyade dar, mühendisler tarafından başarılı olacaktır.

Neden önemli?

Metamateler kompakt antenler, vibrasyon izolasyonu, görüntüleme, algılama ve dalga kontrolü sağlar. Tunable ve yeniden yapılandırılabilir tasarımlar, malzeme mühendisliğini sinyal işleme ile ilişkilendirir.

Limitler ve açık sorular

Kumaşlama bozukluğu, küçük bir örnekten büyük bir apertureye kadar absorbsiyon ve ölçeklendirme tahmin edilebilir performansı silebilir. Etkili parametreler güçlü uzaysal dağıtıma çok yakın hale gelir ve bir açı veya frekansın altındaki gösteriler genelleştirmeyebilir.