Физики превратили «дефектный» метаматериал в плазмонный осциллятор

Американские физики создали плазмонный метаматериал, механические особенности которого смогут изменяться под действием света. Результаты работы представлены в издании Nature Photonics.

Свойства метаматериалов обусловлены искусственно созданной периодической структурой. Их синтез предполагает включение в природный материал химических элементов с различными формами, что модифицирует диэлектрическую восприимчивость и магнитную исходного материала. Метаматериалы смогут употребляться, к примеру, в радиотехнике либо оптике. Так, ранее американские физики создали метаматериал с отрицательным показателем преломления видимого излучения.

Это разрешило скрыть трехмерный объект площадью 1,3 тысячи квадратных микрон.

Большой коэффициент поглощения ограничивает изучения и использование метаматериалов в индустрии. Их железные элементы очень действенно поглощают свет, что особенно нежелательно в фотонике и телекоммуникационной сфере, — областях, каковые предусматривают передачу громадного количества энергии. В новой работе ученые применяли это свойство для метаматериала, механические трансформации которого основаны на попеременных испускании и поглощении света.

Физики превратили «дефектный» метаматериал в плазмонный осциллятор

Устройство является конденсатором размером 500 на 500 микрон. Оно складывается из верхней и нижней пластин: двуслойной золото-кремниевой мембраны с множеством крестообразных наноантенн и железного отражателя, каковые разделяет воздушный зазор толщиной в 3 микрона. На протяжении работы наноантенны поглощают свет, преобразуя его в тепло, в следствии чего мембрана расширяется и изгибается.

Увеличившийся воздушный зазор уменьшает мембрана и коэффициент поглощения возвращается в исходное положение.

Таковой эффект опирается на резонанс Фано — тип резонанса с асимметричным профилем, что появляется в следствии сотрудничества двух разных оптических резонансов в метаматериале. Со своей стороны, оптический резонанс может настраиваться за счет показателя электрического напряжения. Подчеркивается, что новый конденсатор может трудиться в широком диапазоне резонансов и теоретически активироваться не только сильным, но и не сильный излучением, к примеру от светодиода.

Устройство может употребляться в качестве генератора опорной частоты в наручных часах, навигаторах GPS, компьютерах. Среди вторых потенциальных областей применения: датчики высокой точности, и квантовые преобразователи.

Умер физик-теоретик Стивен Хокинг


Темы которые будут Вам интересны:

Читайте также: