«Предыдущие работы с метаматериалами были сосредоточены в основном на маскировке объектов, чтобы они были невидимы в радиочастоте или других определенных частотах», – сказал Дуглас Х. Вернер, Джон Л. и Женевьева Х. Маккейн, профессор электротехники, Пенсильванский университет. «Здесь мы не пытаемся заставить что-то исчезнуть, а чтобы это слилось с фоном, как хамелеон, и мы работаем в оптических длинах волн, особенно в инфракрасном диапазоне."
Метаматериалы – это синтетические композитные материалы, обладающие качествами, не присущими натуральным материалам. Функциональность этих композитов определяется их внутренней структурой, а не химическим составом.
Существующие метаматериалы обладают необычными электромагнитными или акустическими свойствами. Метаустройства берут метаматериалы и делают что-то интересное или ценное, как и любое другое устройство.
«Ключом к этому метаматериалу и метаустройству является диоксид ванадия, кристалл с фазовым переходом с фазовым переходом, который запускается температурой, создаваемой электрическим током», – сказал Лей Канг, научный сотрудник в области электротехники Penn State.
Метаматериал состоит из базового слоя золота, достаточно толстого, чтобы свет не мог проходить через него. Тонкий слой диоксида алюминия отделяет золото от активного слоя диоксида ванадия.
Другой слой диоксида алюминия отделяет ванадий от слоя с золотым рисунком, прикрепленного к внешнему источнику электричества. Геометрия сетчатого экрана с рисунком контролирует функциональный диапазон длин волн. Количество тока, протекающего через устройство, регулирует эффект джоулева нагрева, нагрев за счет сопротивления.
«Предлагаемое метаустройство, интегрированное с новыми переходными материалами, представляет собой важный шаг вперед, обеспечивая универсальный подход к созданию самодостаточных и очень универсальных нанофотонных систем», – заявили исследователи в сегодняшнем (октябрьском).
27) выпуск Nature Communications.
В качестве доказательства концепции исследователи создали .035 дюймов .02-дюймовым устройством и вырежьте буквы PSU в слое золотой сетки так, чтобы диоксид ванадия просвечивался. Исследователи сфотографировали устройство с помощью инфракрасной камеры на 2.67 мкм.
Без протекания тока через устройство, блок питания отличается высокой отражающей способностью. При токе 2.03 ампера, БП отходит на второй план и становится невидимым, а на 2.20 ампер, блок питания хорошо виден, но фон стал сильно отражающим.
Реакция диоксида ванадия настраивается путем изменения тока, протекающего через устройство. По словам исследователей, диоксид ванадия может очень быстро менять состояние, и именно конфигурация устройства ограничивает настройку.
Также над этим проектом работали Лю Лю, недавний доктор философии.D. выпускник сейчас в Intel и Theresa S. Майер, вице-президент по исследованиям и инновациям, Virginia Tech.
Национальный научный фонд частично профинансировал эту работу.