Os Pesquisadores Criam o Magnetismo dos Materiais Não-Magnéticos - Nova Tecnologia de Terahertz

Uma equipe dos coordenadores e dos físicos no UCLA, Uc San Diego e a Faculdade Imperial em Londres criaram com sucesso um esse “metamaterial” os indicadores fortes, actividade magnética ajustável em freqüências do terahertz. Em um papel que aparece na introdução do 5 de março da Ciência do jornal, os pesquisadores esboçam como projectaram e construíram um material novo com propriedades inauditas.

“Criar uma actividade magnética na borda de freqüências ópticas é o primeiro marco miliário para realizar o magnetismo óptico, que não é encontrado nos materiais naturais devido à falta de um monopole magnético,” disse o chefe de projecto Xiang Zhang, um professor na Escola do UCLA Henry Samueli da Engenharia e de Ciência Aplicada. “Permitirão que nós comecem a desenvolver materiais e os dispositivos que se operam na diferença entre freqüências ópticas e freqüências de microonda. Abre a porta às novas aplicações nas áreas tais como a imagem lactente da medicina, da bio-detecção e da segurança.”

O campo dos metamaterials é baseado essencialmente na física do desenhista - os pesquisadores projectam e criam materiais novos com um grupo de propriedades físicas desejadas que não existem na natureza. Manipulando as estruturas, os cientistas podem criar materiais com as propriedades não encontradas no material de pai. Os avanços Recentes neste campo tornaram possível para que a equipe de Zhang construa um sistema que exibisse propriedades magnéticas em umas freqüências mais altas.

“A escala dos materiais a ser projectados é ilimitada, apesar do número relativamente pequeno de elementos encontrados na natureza,” Zhang disse.

Tem crescido o interesse na possibilidade de aplicações que operam-se em umas freqüências mais altas na imagem lactente biológica e da segurança, no fingerprinting biomolecular, e na detecção remota e na orientação no tempo da zero-visibilidade. Materiais que exibem uma resposta magnética no terahertz (THz) e as freqüências ópticas são encontradas raramente na natureza, mas as pontes metamaterial de Zhang esta diferença. Exibe a actividade magnética que é largura de faixa e ajustável largos durante todo freqüências de THz.

“Em umas freqüências mais altas, seria possível desenvolver novas ferramentas para a segurança ou imagem lactente médica,” Zhang disse. “As ferramentas tornar-se-iam menores, e poder-se-iam igualmente detectar ameaças orgânicas tais como as facas do antraz ou do plástico que os métodos actuais da segurança, tais como máquinas de Raio X, não podem identificar. Nós não estamos lá ainda, mas nós estamos obtendo mais perto.”

A descoberta é o ponto culminante de quatro anos de pesquisa colaboradora no UCLA, no UCSD e na Faculdade Imperial. Financiado pelo Escritório da Pesquisa Naval e do programa do Defense Advanced Research Projects Agency MURI dos E.U., os pesquisadores do UCLA iniciaram o projecto, que é baseado nas teorias propor por seu colega na Faculdade Imperial.

A actividade magnética de materiais naturais tende a desvanecer-se afastado em umas freqüências mais altas, fazendo o difícil sustentar o magnetismo em freqüências ópticas. Para endereçar esta, a equipa de investigação desenvolveu uma estrutura que estendesse a escala de freqüência dos metamaterials por mais de dois ordens de grandeza.

As propriedades novas foram criadas abrindo uma diferença que permitisse que a estrutura resonate em umas freqüências mais altas. Imitando o efeito magnético em uma escala muito menor, os pesquisadores podiam criar a actividade magnética em freqüências quase ópticas usando materiais não-magnéticos comuns tais como o cobre.

Os ressonadores do anel da separação que compo a disposição periódica foram fabricados usando um foto-proliferar-processo chamado técnica auto-alinhado original do microfabrication. Os pesquisadores do UCLA estão entre o primeiro para desenvolver com sucesso e demonstrar o uso desta técnica, que produz uma forma bem definida com bordas afiadas e uma densidade de enchimento muito alta.

A equipe igualmente descobriu aquela ajustando os parâmetros dos ressonadores do anel da separação, eles poderia ajustar a largura de faixa da resposta magnética a uma freqüência específica.

“Projetar THz ou dispositivos ópticos e componentes tem muitos desafios,” Zhang disse. “Nosso trabalho fornece uma fundação nova para a selecção dos materiais e o projecto do dispositivo, e nós pensamos que tem o potencial permitir uma disposição inteiramente nova de aplicações.”

Antes Que os pesquisadores possam realizar a capacidade plena das aplicações que se operam nestas freqüências mais altas, devem endereçar desafios como os limites de técnicas da nanofabricação e de dispersão de elétron actuais na superfície dos materiais.

O Centro recentemente estabelecido da Ciência e da Engenharia da Nano-Escala do National Science Foundation dirigido por Zhang no UCLA está trazendo aproximações novas a resolver estes problemas. O Centro para a Fabricação Nano Evolutiva e Integrada está desenvolvendo as tecnologias novas e as ferramentas da nano-fabricação que permitirão nano-dispositivos eficazes na redução de custos e sistemas.

4 de março de 2004 Afixadoth

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

Last Update: 12. June 2013 13:18

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