研究員創建從無磁性的材料的 Terahertz 磁性 - 新技術

工程師和物理學家小組加州大學洛杉磯分校的,加州大學聖迭戈分校和皇家學院在倫敦順利地創建了 「metamaterial」該嚴格的顯示,可調的磁性活動以 terahertz 頻率。 在出現於日記帳科學的 3月 5日問題的文件,研究員概述他們如何設計了并且建立了與史無前例的屬性的新的材料。

「創建在光學頻率邊緣的一個磁性活動是第一個重要事件往認識到光學磁性,在自然材料沒有被找到由於缺乏磁單極」,說項目負責人 Xiang 張,一位教授在工程和應用科學加州大學洛杉磯分校亨利 Samueli 學校。 「在光學頻率和微波頻率之間的空白運行的它將允許我們開始開發材料和設備。 它對新建應用程序在區打開這個門例如醫學,生物感覺和證券想像」。

metamaterials 的域在設計員的物理基礎上根本 - 研究員用不存在本質上的一套期望物理屬性設計并且創建新的材料。 通過操作結構,科學家能用沒被找到的屬性創建材料在原材料。 在此域的最近預付款使成為可能為了張的小組能修建陳列磁性以更高的頻率的系統。

「將被設計的材料的範圍是無限的,儘管本質上找到的要素的相對地小的數量」,張說。

那裡在運行以更高的頻率的應用上的可能性有是生長興趣在生物和證券想像,生物化子的指紋識別和遙感和指導在零公開性天氣。 陳列一種磁性回應在 terahertz,并且 (THz)光學頻率很少被找到本質上的材料,但是張的 metamaterial 橋梁此空白。 它陳列是寬帶寬和可調的在 THz 頻率中的磁性活動。

「以更高的頻率,開發為證券的新工具是可能的或成像」,張說。 「工具將變得更小,并且可能也檢測有機威脅例如當前證券方法,例如 X光機,不可能識別的炭疽病或塑料刀子。 我們不在那裡,但是我們獲得更加緊密」。

突破是四年的頂點合作研究在加州大學洛杉磯分校、加州大學聖地亞哥分校和皇家學院。 資助由海軍研究和美國國防高級研究計劃局 MURI 程序辦公室,加州大學洛杉磯分校研究員啟動了項目,在他們的皇家學院的同事建議的原理基礎上。

自然材料的磁性活動傾向於消失以更高的頻率,使它難持續磁性以光學頻率。 要解決此,研究小組開發由超過二個數量級擴大 metamaterials 的頻率範圍的一個結構。

新的屬性是通過開張允許這個結構共鳴以更高的頻率的空白創建的。 使用公用無磁性的材料例如銅,通過仿造在膠小量的磁性作用,研究員能創建磁性活動以接近光學頻率。

組成這個定期列陣使用一個唯一自對齊的 microfabrication 技術叫的照片激增進程的已分解環形諧振器被製造了。 加州大學洛杉磯分校研究員是在順利地開發和展示使用的第一个中此技術,導致與銳邊和一個非常高裝載的密度的明確定義的形狀。

這個小組通過調整已分解環形諧振器的參數也發現了那,他們可能調整磁性回應的帶寬對一個特定頻率的。

「設計 THz 或光學設備和要素有許多挑戰」,張說。 「我們的工作為材料選擇和設備設計提供一個新的基礎,并且我們認為它有潛在啟用全新的應用」。

在研究員能發揮經營以這些更高的頻率前的應用潛能,他們必須解決這樣挑戰像限額當前極小製作技術和電子散射在材料的表面。

張帶領的最近被設立的國家科學基金會納諾縮放比例科學和工程中心在加州大學洛杉磯分校給解決這些問題帶來新的途徑。 可升級和集成納諾製造中心開發將啟用有效納諾設備和系統的新穎的納諾製造技術和工具。

張貼 2004年th 3月 4日

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

Last Update: 12. June 2013 13:01

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