Физики превратили «дефектный» метаматериал в плазмонный осциллятор — Naked ScienceNaked Science
11.10.2016, 05:02
4 минуты
Naked Science
8

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

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.

17 октября
4 минуты
Никита Шевцов

Ученые обнаружили, что один из нейропсинов — светочувствительных пигментов — может изменять циркадные ритмы крыс, синхронизируя их с циклом дня и ночи.

Вчера, 20:23
3 минуты
Никита Шевцов

Компьютерное моделирование помогло выяснить, почему сверхновая SN 1572, также известная как сверхновая Тихо Браге, не похожа ни на одну другую звезду этого типа.

17 октября
1 ch1
Илья Ведмеденко

Пассажирский самолет Sukhoi Superjet 100 выполнил программу испытаний с сайберлетами — законцовками крыла саблевидной формы.

17 октября
4 минуты
Илья Ведмеденко

Согласно представленным данным, вместо космического аппарата «Космос-2535» на орбите сейчас находятся пять объектов.

16 октября
3 минуты
Никита Шевцов

Биологи обнаружили вирус, который не может самостоятельно заражать клетки. Предполагается, что он пользуется помощью других вирусов.

16 октября
2 минуты
Илья Ведмеденко

Ученые сравнили состояние мозга женщин, имеющих детей, и тех, у кого их никогда не было. Выводы оказались более чем интересны.

17 октября
4 минуты
Илья Ведмеденко

Согласно представленным данным, вместо космического аппарата «Космос-2535» на орбите сейчас находятся пять объектов.

16 октября
3 минуты
Никита Шевцов

Биологи обнаружили вирус, который не может самостоятельно заражать клетки. Предполагается, что он пользуется помощью других вирусов.

16 октября
2 минуты
Илья Ведмеденко

Ученые сравнили состояние мозга женщин, имеющих детей, и тех, у кого их никогда не было. Выводы оказались более чем интересны.

[miniorange_social_login]

Комментарии

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