Физики превратили «дефектный» метаматериал в плазмонный осциллятор — Naked Science
11.10.2016
Редакция

Физики превратили «дефектный» метаматериал в плазмонный осциллятор

Американские физики разработали плазмонный метаматериал, механические свойства которого могут изменяться под воздействием света. Результаты работы представлены в журнале Nature Photonics.

124220_web
©Wikipedia

Свойства метаматериалов обусловлены искусственно созданной периодической структурой. Их синтез предполагает включение в природный материал химических элементов с разными формами, что модифицирует магнитную и диэлектрическую восприимчивость исходного материала. Метаматериалы могут использоваться, например, в радиотехнике или оптике. Так, ранее американские физики создали метаматериал с отрицательным показателем преломления видимого излучения. Это позволило скрыть трехмерный объект площадью 1,3 тысячи квадратных микрон.

 

Высокий коэффициент поглощения ограничивает исследования и применение метаматериалов в промышленности. Их металлические элементы чрезвычайно эффективно поглощают свет, что особенно нежелательно в фотонике и телекоммуникационной сфере, — областях, которые предусматривают передачу большого количества энергии. В новой работе ученые использовали это свойство для создания метаматериала, механические изменения которого основаны на попеременных поглощении и испускании света.

 

Устройство представляет собой конденсатор размером 500 на 500 микрон. Оно состоит из верхней и нижней пластин: двуслойной золото-кремниевой мембраны с множеством крестообразных наноантенн и металлического отражателя, которые разделяет воздушный зазор толщиной в 3 микрона. В ходе работы наноантенны поглощают свет, преобразуя его в тепло, в результате чего мембрана расширяется и изгибается. Увеличившийся воздушный зазор сокращает коэффициент поглощения и мембрана возвращается в исходное положение.

 

Такой эффект опирается на резонанс Фано — тип резонанса с асимметричным профилем, который возникает в результате взаимодействия двух различных оптических резонансов в метаматериале. В свою очередь, оптический резонанс может настраиваться за счет показателя электрического напряжения. Подчеркивается, что новый конденсатор может работать в широком диапазоне резонансов и теоретически активироваться не только сильным, но и слабым излучением, например от светодиода.

 

Устройство может использоваться в качестве генератора опорной частоты в наручных часах, навигаторах GPS, компьютерах. Среди других потенциальных областей применения: датчики высокой точности, а также квантовые преобразователи.

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl + Enter.
Вчера, 13:03
Мария Азарова

Исследование микробиома кишечника, проведенное японскими и американскими учеными, предоставляет один из потенциальных ключей к долголетию и лечению бактериальных инфекций.

11 часов назад
Ольга Иванова

Польские исследователи узнали, какой определяющий фактор стоит за убежденностью людей не вакцинироваться от коронавирусной инфекции.

Вчера, 21:19
Мария Азарова

Руководитель полетов Национального космического агентства США Зебулон Сковилл рассказал, чем обернулся для МКС инцидент с двигателями «Науки».

27 июля
Сергей Васильев

Окаменелости возрастом более 3,4 миллиарда лет могут быть остатками микробов-архей, живших и выделявших метан у гидротермальных источников на дне ископаемого моря.

28 июля
Мария Азарова

Член Северо-Западной организации Федерации космонавтики России Александр Хохлов рассказал о проблемах, сопровождающих модуль «Наука» на пути к МКС, и объяснил, почему на долгожданную стыковку будет всего одна попытка.

Вчера, 13:03
Мария Азарова

Исследование микробиома кишечника, проведенное японскими и американскими учеными, предоставляет один из потенциальных ключей к долголетию и лечению бактериальных инфекций.

25 июля
Александр Березин

До массовой термоядерной энергетики 20 лет — и всегда будет 20 лет. Это незатейливая шутка сама стала старой еще 20 лет назад. Общество расстраивается от того, что термояд все никак не могут вывести на промышленный уровень. И лишь Илон Маск считает, что термоядерный реактор вовсе не нужен. Внимательный анализ показывает, что он прав. Даже если все технические проблемы термоядерной энергетики чудесным образом разрешатся, у нее не будет шансов вытеснить конкурентов. Как так вышло, и что тогда спасет человечество от энергетического кризиса?

13 июля
Ольга Иванова

Международная команда ученых идентифицировала ДНК из почвы в грузинской пещере. Благодаря этому исследователям удалось восстановить геном человека возрастом 25 тысяч лет, не имея никаких скелетных останков.

8 июля
Василий Парфенов

Подросток из бельгийского города Остенде стал вторым самым юным обладателем высшего образования в обозримой истории. Он с отличием окончил курс физики в Антверпенском университете и теперь собирается защитить магистерскую степень, а затем и докторскую диссертацию в этой области. Цель у него простая и понятная: увеличение продолжительности жизни человека вплоть до полного бессмертия за счет замены частей тела и органов механическими или искусственными.

[miniorange_social_login]

Комментарии

Написать комментарий

Подтвердить?
Подтвердить?
Лучшие материалы
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: