De Onderzoekers Creëren Magnetisme Terahertz Van Niet-magnetische Materialen - Nieuwe Technologie

Een team van ingenieurs en fysici bij UCLA, UC San Diego en KeizerUniversiteit in Londen heeft met succes „metamaterial“ gecreeerd die sterke, melodieuze magnetische activiteit bij terahertzfrequenties toont. In een document die in 5 lijken Maart kwestie van de dagboekWetenschap, schetsen de onderzoekers hoe zij ontwierpen en een nieuw materiaal met ongekende eigenschappen bouwden.

„Het Creëren van een magnetische activiteit bij de rand van optische frequenties is de eerste mijlpaal naar het realiseren van optisch magnetisme, dat niet in natuurlijke materialen toe te schrijven aan het gebrek aan een magnetische monopole,“ bovengenoemde projectleider Xiang Zhang, een professor in UCLA Henry Samueli School van Techniek en Toegepaste Wetenschap wordt gevonden. „Het zal ons toestaan beginnen ontwikkelend materialen en apparaten die in het hiaat tussen optische frequenties en microgolffrequenties werken. Het opent de deur voor nieuwe toepassingen op gebieden zoals geneeskunde, bio-ontdekt en veiligheidsweergave.“

Het gebied van metamaterials is hoofdzakelijk gebaseerd op de fysica van de ontwerper - onderzoekersontwerp en leidt tot nieuwe materialen met een reeks gewenste fysische eigenschappen die niet in aard bestaan. Door de structuren te manipuleren die, kunnen de wetenschappers materialen met eigenschappen niet creëren in het oudermateriaal worden gevonden. De Recente vooruitgang op dit gebied maakte het voor het team van Zhang mogelijk om een systeem te construeren dat magnetische eigenschappen bij hogere frequenties tentoonstelt.

De „waaier van te bouwen materialen is onbeperkt, ondanks het vrij kleine die aantal elementen in aard worden gevonden,“ bovengenoemde Zhang.

Er is groeiende rente in de mogelijkheid van toepassingen die bij hogere frequenties in biologische en veiligheidsweergave, biomoleculair vingerafdrukken nemen, en het verre ontdekken en begeleiding in nul-zicht weer werken geweest. De Materialen die een magnetische reactie bij terahertz en (THz) optische frequenties tentoonstellen worden zelden gevonden in aard, maar de metamaterial bruggen van Zhang dit hiaat. Het stelt magnetische activiteit tentoon die brede bandbreedte en melodieus door frequenties THz is.

„Bij hogere frequenties, zou het mogelijk zijn om nieuwe hulpmiddelen voor veiligheid of medische weergave te ontwikkelen,“ bovengenoemde Zhang. De „hulpmiddelen zouden kleiner, worden en konden organische bedreigingen zoals bloedzweer of plastic messen ook ontdekken geen die de huidige veiligheidsmethodes, zoals de machines van de Röntgenstraal, kunnen identificeren. Wij zijn niet daar nog, maar wij worden dichter.“

De doorbraak is het hoogtepunt van vier jaar van samenwerkingsonderzoek bij UCLA, UCSD en KeizerUniversiteit. Gefinancierd door het Bureau van ZeeOnderzoek en de V.S. Ging de Defensie van het Onderzoek van de Projecten van het Agentschap Muri- programma vooruit, stelden de onderzoekers UCLA het project in werking, dat op theorieën door hun collega bij KeizerUniversiteit worden voorgesteld gebaseerd die is.

De magnetische activiteit van natuurlijke materialen neigt om weg bij hogere frequenties langzaam te verdwijnen, die het moeilijk maken om magnetisme bij optische frequenties te ondersteunen. Om dit te richten, ontwikkelde het onderzoeksteam een structuur die de frequentiewaaier van metamaterials door meer dan twee grootteordes uitbreidt.

De nieuwe eigenschappen werden gecreeerd door een hiaat te openen dat de structuur om bij hogere frequenties toestaat te resoneren. Door het magnetische effect bij veel kleinschaliger na te bootsen, konden de onderzoekers magnetische activiteit bij bijna optische frequenties tot stand brengen gebruikend gemeenschappelijke niet-magnetische materialen zoals koper.

De splitringresonators die omhoog de periodieke serie maken werden vervaardigd gebruikend een uniek zelf-gericht microfabricationtechniek geroepen foto-ver*spreiden-proces. De onderzoekers UCLA zijn onder de eerste om het gebruik van deze techniek met succes te ontwikkelen en aan te tonen, die een duidelijk omlijnde vorm met scherpe randen en een zeer hoge vullende dichtheid veroorzaakt.

Het team ontdekte ook dat door de parameters van de splitringresonators aan te passen, zij de bandbreedte van de magnetische reactie op een specifieke frequentie konden stemmen.

„Het Ontwerpen van THz of optische apparaten en componenten heeft vele uitdagingen,“ bovengenoemde Zhang. „Ons werk verstrekt een nieuwe stichting voor materialenselectie en apparatenontwerp, en wij denken het het potentieel heeft om een volledig nieuwe serie van toepassingen toe te laten.“

Alvorens de onderzoekers kunnen het volledige potentieel van toepassingen ontsluiten die bij deze hogere frequenties werken, moeten zij dergelijke uitdagingen richten zoals de grenzen van zich het huidige nanofabricatietechnieken en elektron verspreiden op de oppervlakte van de materialen.

Het onlangs gevestigde Nationale die Centrum van de Wetenschap en van de Techniek van de nano-Schaal van de Stichting van de Wetenschap door Zhang bij UCLA wordt geleid brengt nieuwe benaderingen van het oplossen van deze problemen. Het Centrum voor Scalable en Geïntegreerde Nano Productie ontwikkelt nieuwe nano-vervaardigt technologieën en hulpmiddelen die rendabele nano-apparaten en systemen zullen toelaten.

Gepost 4th Maart 2004

Date Added: Mar 9, 2004 | Updated: Jun 11, 2013

Last Update: 12. June 2013 13:03

Tell Us What You Think

Do you have a review, update or anything you would like to add to this article?

Leave your feedback
Submit