Jawatan Popular

Pilihan Editor - 2019

Peranti metamaterial membolehkan tingkah laku seperti bunglon di inframerah

Anonim

Arus elektrik bukan sahaja akan memanaskan metamaterial hibrid, tetapi juga akan mencetuskannya untuk mengubah keadaan dan memudar ke latar belakang seperti bunglon dalam apa yang boleh menjadi konsep bukti peranti metamaterial yang dikawal pertama atau metadevice, mengikut pasukan jurutera.

iklan


"Kerja metamaterial terdahulu memberi tumpuan terutamanya pada objek cloaking supaya mereka tidak kelihatan dalam kekerapan radio atau frekuensi khusus lain, " kata Douglas H. Werner, John L. dan Genevieve H. McCain. Profesor kejuruteraan elektrik, Penn State. "Di sini kita tidak cuba untuk membuat sesuatu hilang, tetapi untuk menjadikannya bercampur dengan latar belakang seperti bunglon dan kita sedang bekerja dalam panjang gelombang optik, khususnya dalam inframerah."

Bahan metamaterial adalah bahan sintetik, yang mempunyai kualiti yang tidak dilihat dalam bahan semula jadi. Komposit ini memperoleh fungsinya dengan struktur dalaman mereka dan bukannya oleh komposisi kimia mereka. Bahan metamaterial sedia ada mempunyai sifat elektromagnetik atau akustik luar biasa. Metadevices mengambil metamaterial dan melakukan sesuatu yang menarik atau bernilai seperti apa-apa peranti.

"Kunci metamaterial dan metadevice ini adalah vanadium dioksida, kristal perubahan fasa dengan peralihan fasa yang dicetuskan oleh suhu yang dihasilkan oleh arus elektrik, " kata Lei Kang, rakan penyelidikan dalam bidang kejuruteraan elektrik, Penn State.

Bahan metamaterial terdiri daripada lapisan dasar emas yang cukup tebal sehingga cahaya tidak boleh melaluinya. Lapisan aluminium dioksida nipis mengasingkan emas dari lapisan aktif vanadium dioksida. Satu lagi lapisan aluminium dioksida memisahkan vanadium dari lapisan berlapis emas yang dipasang pada sumber elektrik luaran. Geometri skrin mesh corak mengawal julat panjang gelombang fungsional. Jumlah arus mengalir melalui peranti mengawal kesan pemanasan Joule, pemanasan disebabkan oleh rintangan.

"Metadevice yang dicadangkan yang disepadukan dengan bahan-bahan peralihan baru merupakan langkah utama ke hadapan dengan menyediakan pendekatan sejagat untuk mewujudkan sistem nanophotonik yang serba boleh dan serba boleh, " kata penyelidik dalam isu Nature Communications hari ini (27 Oktober).

Sebagai bukti konsep, para penyelidik mencipta .035 inci dengan peranti inci .02 inci dan memotong huruf PSU ke dalam lapisan jejaring emas supaya vanadium dioksida menunjukkan. Para penyelidik memotret peranti menggunakan kamera inframerah pada 2.67 mikron. Tanpa apa-apa arus yang mengalir melalui peranti, PSU menonjol sebagai sangat mencerminkan. Dengan arus 2.03 amps, PSU memudar ke latar belakang dan menjadi tidak kelihatan, manakala di 2.20 amps, PSU kelihatan jelas tetapi latar belakang telah menjadi sangat mencerminkan.

Sambutan vanadium dioksida boleh diubah dengan mengubah aliran semasa melalui peranti. Menurut para penyelidik, vanadium dioksida boleh mengubah keadaan dengan cepat dan ia adalah konfigurasi peranti yang menghadkan penalaan.

Juga bekerja pada projek ini ialah Liu Liu, Ph.D. lulusan kini di Intel dan Theresa S. Mayer, naib presiden penyelidikan dan inovasi, Virginia Tech.

Yayasan Sains Kebangsaan sebahagiannya membiayai kerja ini.

iklan



Sumber Cerita:

Bahan yang disediakan oleh Penn State . Asal ditulis oleh A'ndrea Elyse Messer. Nota: Kandungan mungkin diedit untuk gaya dan panjang.


Rujukan jurnal :

  1. Liu Liu, Lei Kang, Theresa S. Mayer, Douglas H. Werner. Bahan metamia hibrid untuk kawalan multifungsi yang dicetuskan oleh elektrik . Komunikasi Alam, 2016; 13236 DOI: 10.1038 / ncomms13236