同时避免热电磁能量吸收

杜克大学电气工程师们创造了世界上第一个没有任何金属电磁异向介质作。该设备能够吸收电磁能量没有加热已直接应用于成像、 遥感和照明。

仔细地看一圆筒组成新的非金属异向介质。箭头描述电磁场的不同方面如何与气缸进行交互。

超材料是合成材料组成的组合，可生成属性不在自然界中发现的许多个人、 工程特点。想象一下，电磁波穿过平坦的表面，由成千上万的小电器细胞。如果研究者可以调整每个单元格来操纵波以特定的方式，他们可以决定完全波的行为方式作为一个整体。

为研究人员操纵电磁波，然而，他们通常不得不使用导电金属。方法，然而，随之而来的金属的一个基本问题 — — 越高，电导率越好的材料也进行热。这就限制了它们的用处在温度依赖的应用程序。

在一篇新论文，杜克大学电气工程师完全证明第一电介质 （非金属） 电磁异向介质 — — 荡起涟漪用圆筒像为了吸收太赫兹波的乐高砖的脸。虽然这个特定频率范围介于红外波和微波炉，方法应该适用于几乎任何频率的电磁波谱。

结果出现在线 1 月 9 日在光学快报 》 杂志上。

“人创造了这些类型的设备之前，但先前多次试图与电介质总是至少一些金属搭配”说，威利 · 帕迪拉，教授在电气与计算机工程杜克大学。”我们仍然需要优化技术，但通往几个应用程序是比与基于金属的方法，是容易得多”。

帕迪拉和他的同事创建其超常的硼掺杂硅 — — 非金属。他们使用计算机模拟，计算出太赫兹波将如何与气瓶的不同高度和宽度。

研究人员然后制造原型组成的数百个在平面上排列，这些优化的气瓶。体能测试表明，所产生的能量在 1.011 太赫兹波新”metasurface”吸收的 97.5%。

有效地吸收电磁波的能量是许多应用程序的一个重要性质。例如，热成像设备可以运行在太赫兹范围内，但因为他们以前包括至少一些金属，得到清晰的图像极具挑战性。

“热传播快在金属，这是有问题的热成像仪，”新余刘说，帕迪拉被实验室和第一作者的论文所博士班学生。”有窍门来隔离金属在制作，但那变得繁琐和昂贵。

另一个潜在应用新技术是高效照明。白炽灯泡使光，但也创造了大量的热能浪费掉。他们必须在高温下产生光操作 — — 比大多数金属熔点高得多。

帕迪拉说:”我们可以生产设计发出光，不产生余热，介电 metasurface”。”虽然我们已经能做到这一点与基于金属的超材料，你需要操作在整个工作温度较高。电介质材料有比金属，高得多的熔点和我们现在快试图将这种技术移到红外线来展示照明系统”。