研究员创建从无磁性的材料的 Terahertz 磁性 - 新技术

工程师和物理学家小组加州大学洛杉矶分校的,加州大学圣迭戈分校和皇家学院在伦敦顺利地创建了 “metamaterial”该严格的显示,可调的磁性活动以 terahertz 频率。 在出现于日记帐科学的 3月 5日问题的文件,研究员概述他们如何设计了并且建立了与史无前例的属性的新的材料。

“创建在光学频率边缘的一个磁性活动是第一个重要事件往认识到光学磁性,在自然材料没有被找到由于缺乏磁单极”,说项目负责人 Xiang 张,一位教授在工程和应用科学加州大学洛杉矶分校亨利 Samueli 学校。 “在光学频率和微波频率之间的空白运行的它将允许我们开始开发材料和设备。 它对新建应用程序在区打开这个门例如医学,生物感觉和证券想象”。

metamaterials 的域在设计员的物理基础上根本 - 研究员用不存在本质上的一套期望物理属性设计并且创建新的材料。 通过操作结构,科学家能用没被找到的属性创建材料在原材料。 在此域的最近预付款使成为可能为了张的小组能修建陈列磁性以更高的频率的系统。

“将被设计的材料的范围是无限的,尽管本质上找到的要素的相对地小的数量”,张说。

那里在运行以更高的频率的应用上的可能性有是生长兴趣在生物和证券想象,生物化子的指纹识别和遥感和指导在零公开性天气。 陈列一种磁性回应在 terahertz,并且 (THz)光学频率很少被找到本质上的材料,但是张的 metamaterial 桥梁此空白。 它陈列是宽带宽和可调的在 THz 频率中的磁性活动。

“以更高的频率,开发为证券的新工具是可能的或成象”,张说。 “工具将变得更小,并且可能也检测有机威胁例如当前证券方法,例如 X光机,不可能识别的炭疽病或塑料刀子。 我们不在那里,但是我们获得更加紧密”。

突破是四年的顶点合作研究在加州大学洛杉矶分校、加州大学圣地亚哥分校和皇家学院。 资助由海军研究和美国国防高级研究计划局 MURI 程序办公室,加州大学洛杉矶分校研究员启动了项目,在他们的皇家学院的同事建议的原理基础上。

自然材料的磁性活动倾向于消失以更高的频率,使它难持续磁性以光学频率。 要解决此,研究小组开发由超过二个数量级扩大 metamaterials 的频率范围的一个结构。

新的属性是通过开张允许这个结构共鸣以更高的频率的空白创建的。 使用公用无磁性的材料例如铜,通过仿造在胶小量的磁性作用,研究员能创建磁性活动以接近光学频率。

组成这个定期列阵使用一个唯一自对齐的 microfabrication 技术叫的照片激增进程的已分解环形谐振器被制造了。 加州大学洛杉矶分校研究员是在顺利地开发和展示使用的第一个中此技术,导致与锐边和一个非常高装载的密度的明确定义的形状。

这个小组通过调整已分解环形谐振器的参数也发现了那,他们可能调整磁性回应的带宽对一个特定频率的。

“设计 THz 或光学设备和要素有许多挑战”,张说。 “我们的工作为材料选择和设备设计提供一个新的基础,并且我们认为它有潜在启用全新的应用”。

在研究员能发挥经营以这些更高的频率前的应用潜能,他们必须解决这样挑战象限额当前极小制作技术和电子散射在材料的表面。

张带领的最近被设立的国家科学基金会纳诺缩放比例科学和工程中心在加州大学洛杉矶分校给解决这些问题带来新的途径。 可升级和集成纳诺制造中心开发将启用有效纳诺设备和系统的新颖的纳诺制造技术和工具。

张贴 2004年th 3月 4日

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

Last Update: 12. June 2013 12:59

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