30/01/2017 - Erste elektromagnetische Metamaterial ohne Metall, das elektromagnetische Energie ohne Erwärmung absorbiert

Menéame

Ein Team von Elektrische Ingenieure der Universität Duke das erste vollständig elektromechanische und dielektrische Metamaterial (nichtmetallisch), das elektromagnetische Energie ohne Erwärmung absorbiert, vorgelegt hat.Dieses Metamaterial hat eine Oberfläche mit mehreren Ausgängen als kleine Zylinder, wie das Gesicht eines Lego-Steins, entworfen, um die Terranicotzio-Wellen aufzunehmen. Während dieser spezifische Frequenzbereich zwischen Infrarotwellen und Mikrowellen liegt, sollte der Fokus auf fast jede Frequenz des elektromagnetischen Spektrums angewandt werden.

Los Metamaterialien sind synthetische Materialien von vielen individuellen Eigenschaften, die, wenn sie zusammen sind, Eigenschaften haben, die nicht in der Natur gefunden werden. Stellen Sie sich eine elektromagnetische Welle vor, die sich durch eine flache Oberfläche bewegt, die aus Tausenden von winzigen elektrischen Zellen besteht. Wenn Forscher jede Zelle so einstellen können, daß sie die Welle auf eine bestimmte Weise manipulieren, können sie genau diktieren, wie sich die Welle als Ganzes verhält.

Gewöhnlich brauchen Forscher, um elektromagnetische Wellen zu manipulieren, elektrische leitfähige Metalle. Dieser Ansatz bringt jedoch ein grundlegendes Metallproblem mit sich: Je höher die elektrische Leitfähigkeit ist, desto höher ist auch die Wärmeleitfähigkeit. Dadurch wird ihr Nutzen in temperaturabhängigen Anwendungen eingeschränkt.

Bor-Doping-Silizium

"Die Menschen haben diese Art von Geräten schon früher geschaffen, aber die bisherigen Versuche mit dielektrischen Geräten wurden immer mit mindestens etwas Metall kombiniert," sagte Willie Padilla, Professor für Elektrotechnik und Informatik an der Duke University. "Wir müssen die Technologie immer noch optimieren, aber der Weg zu mehreren Anwendungen ist viel einfacher als mit metallbasierten Ansätzen."

Padilla und seine Kollegen schufen ihr Metamaterial mit Bor, einem nichtmetallischen Metall, gedoptem Silizium. Mit Hilfe von Computersimulationen haben sie berechnet, wie terranetzio Wellen mit unterschiedlichen Höhen- und Breitenzylindern interagieren würden.

Die Forscher stellten dann einen Prototyp her, der aus Hunderten dieser optimierten Zylinder bestand, die auf einer flachen Oberfläche in Reihen angeordnet waren. Physikalische Tests haben gezeigt, dass die neue "Metafläche" 97,5

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