مادة خارقة

عودة للموسوعة

مادة خارقة

تكوين مجموعة مصفوفات بمؤشر سلبي للمادة الخارقة ، الذي تم إنشاؤه من النحاس مرنانات حلقة الانقسام والأسلاك المثبتة على ألواح المتشابكة من لوحة دارة الألياف الزجاجية. تتكون المصفوفة الكلية من ثلاثة في 20 × 20 وحدة الخلايا مع الأبعاد الكلية 10 mم × 100 mم × 100 mم (0.03 قدم × 0.33 قدم × 0.33 قدم).

المادة الخارقة (من الحدثة اليونانية μετά ميتا، بمعنى "ما وراء" والحدثة اللاتينية "الماديات" " ، تعني "المادة" أو"الأداة") فهي تعبير عن مادة مُصممة لتكون لها خاصية غير موجودة في المواد التي تظهر بشكل طبيعي. ومصنوعة من مجموعات متعددة العناصر مصممة من مواد مركبة مثل المعادن والبلاستيك. يتم ترتيب المواد عادةً في أنماط متكررة ، بمقاييس أصغر من الأطوال الموجية للظواهر التي تؤثر عليها. لا تستمد المواد الخارقة خصائصها من خصائص المواد الأساسية ، ولكن من هياكلها المصممة من جديد. إذا دقة الشكل ، الهندسة ، الحجم ، الاتجاه والترتيب يمنحهم خصائصهم الذكية القادرة على التلاعب بالموجات الكهرومغناطيسية : عن طريق حظر أوامتصاص أوتعزيز أوتقويس الأمواج ، لتحقيق فوائد تتجاوز ما ممكن مع المواد التقليدية.

يمكن حتى تؤثر المواد الخارقة المصممة بشكل مناسب على أمواج الإشعاع الكهرومغناطيسي أوالصوت بطريقة لم تلاحظ في المواد الخام. تلك التي تعطي مؤشرات انكسار سلبية لأطوال موجية معينة وقد جذبت بحثًا مهمًا. تُعهد هذه المواد باسم المواد الخارقة ذات الدليل السلبي.

التطبيقات المحتملة للمواد الخارقة متنوعة وتضم المرشحات البصرية ، الأجهزة الطبية ، تطبيقات الفضاء ، الكشف عن المستشعرات و مراقبة البنية التحتية ، الطاقة الشمسية ذكية الإدارة ، التحكم بالازدحامات ، قباب الرادرات ، الاتصالات عالية التردد في أرض المعركة والعدسات لهوائيات عالية الربح ، وتحسين أجهزة الاستشعار بالموجات فوق الصوتية ، وحتى هياكل الحماية من الزلازل. توفر المواد الخارقة القدرة على إنشاء عدسات فائقة. قد تسمح هذه العدسة بالتصوير إلى ما دون حد الانحراف الذي يمثل الحد الأدنى للدقة التي يمكن تحقيقها بواسطة العدسات الزجاجية التقليدية. تم توضيح شكل من أشكال "اللامرئية" باستخدام مواد ذات مرشد متدرج. المود الخارقة الصوتية والناشئة بسبب الزلازل هي أيضا مجالات للبحث.

فبحوث المواد الخارقة متعددة المجالات وتضم مجالات مثل الهندسة الكهربائية ، الكهرومغناطيسية ، البصريات الكلاسيكية ، فيزياء الحالة الصلبة ، هندسة الأمواج الميكروية والهوائية والإلكترونيات الضوئية وفهم المواد وفهم النانووهندسة أنصاف النواقل.

التاريخ

بدأت استكشافات المواد الاصطناعية للتأثير في الأمواج الكهرومغناطيسية في نهاية القرن التاسع عشر. حيث تمت دراسة بعض أقدم الهياكل التي يمكن اعتبارها مواد ملوثة بواسطة جاگادش تشاندرا بوز ، الذي قام في عام 1898 ببحث في المواد ذات الخصائص اللولبية المغناطيسية chiral. تفهم كارل فرديناند ليندمان تفاعل الموجة مع اللوالب المعدنية كما الاصطناعية الوسائط اللولبية في أوائل القرن العشرين.

طوّر ونستون إي. كوك مواد ذات خصائص مماثلة للمادة الخارقة في أواخر الأربعينيات. في الخمسينيات والستينيات من القرن الماضي ، فتمت دراسة العزل الكهربائي للوزن الخفيف لهوائي الأمواج الميكروية. وتم درس الأمواج الميكروية لماصات الرادار في الثمانينيات والتسعينيات من القرن العشرين كتطبيقات للوسائط الاصطناعية اللولبية.

تم توصيف المواد ذات المؤشر السلبي أولاً من الناحية النظرية بواسطة ڤكتور ڤسلاگوفي عام 1967.لقد أثبت حتى هذه المواد يمكن حتى تنقل الضوء. وقد أظهر أنه يمكن لسرعة الطور حتى تتعارض مع اتجاه شعاع پوينتنگ. وهذا ما يتعارض مع انتشار الموجة في المواد التي تظهر بشكل طبيعي.

جون پندري كان أول من حدد طريقة عملية لإنتاج مادة عسراء ، وهي مادة لا تتبع قاعدة اليد اليمنى. فمثل هذه المادة تسمح للموجة الكهرومغناطيسية بنقل الطاقة (لها سرعة المجموعة) لقاء سرعة الطور. كانت فكرة پندري حتى الأسلاك المعدنية المحاذية على طول اتجاه الموجة يمكن حتى توفر سماحية سلبية (وظيفة العزل الكهربائي عندما ε <0). المواد الطبيعية (مثل فيروإلكترونية) التي تعرض السماحية السلبية ؛ كان التحدي هوتحقيق نفاذية سلبية (µ <0). في عام 1999 ، أظهر پندري حتى الحلقة المنقسمة (الشكل C) مع محورها الموضوعة على طول اتجاه انتشار الموجة يمكن حتى تعمل ذلك. في نفس الورقة ، أظهر حتى مجموعة دورية من الأسلاك والحلقات يمكن حتى تعطي مؤشر انكسار سلبي. اقترح پندري أيضًا تصميم نفاذية سالبة على شكل، سويس رول. في عام 2000 ، أعرب سميث وآخرون عن مظاهرة تجريبية للمواد الكهرومغناطيسية العاملة عن طريق التراص الأفقي ، بصفة دورية ، بطنين الحلقة المنقسمة وهياكل السلك الرقيق. حيث تم توفير طريقة في عام 2002 لتطبيق المواد الخارقة السالبة باستخدام خطوط نقل محملة بعنصر مجمّع عن طريق تكنولوجيا microstrip. في عام 2003، تم تطبيق الأجزاء المعقدة (سواء الحقيقية والخيالية) مع مؤشر الانكسار السلبي وعكس الصور بواسطة عدسة مسطحة باستخدام قاعدة اليد اليسرى وتم تسليم المادة الخارقة. بحلول عام 2007 ، حيث أجرت الكثير من المجموعات التجارب متضمنة معامل الانكسار السلبي.في ترددات الأمواج الميكروية ، وتم تطبيق أول غطاء غير مرئي في عام 2006.


المواد الخارقة الكهرومغناطيسية

كهرومغناطيسية
كهرباء • مغناطيسية
     


تؤثر المادة الخارقة الكهرومغناطيسية على الموجة الكهرومغناطيسية التي تؤثر على معالمها الهيكلية أوتتفاعل معها ، والتي تكون أصغر من طول الموجة. ولكي تسلك كـ المادة المتجانسة الموصوفة بدقة من قبل معامل الانكسار الفعال ، يجب حتى تكون معالمها أصغر بكثير من طول الموجة.[]

بالنسبة لـ إشعاع الأمواج الميكروية ، تكون الميزات حسب ترتيب ملليمتر. عادةً ما يتم تصنيع مواد تحويل تردد الأمواج الميكروية كمصفوفات للعناصر الموصلة كهربائيًا (مثل حلقات السلك) التي لها خصائص تحريضية و سعوية. تستخدم مادة خارقة واحدة ذات أمواج ميكروية مرنان الانقسام الدائري.

تعالج المواد الخارقة الضوئية ، على مقياس نانومتر ، الضوء عند الترددات البصرية. لكن حتى الآن ، لم تُظهر بنيات طول الموجة الفرعية سوى عدد قليل من النتائج المشكوك في أطوالهاالموجية المرئية.البلورات الضوئية والأسطح الانتقائية للتردد مثل الحواجز الشبكية المنحازة ، والمرايا العازلة والأغطية البصرية تظهر أوجه تشابه مع المواد الأولية الهيكلية ذات الطول الموجي. ومع ذلك ، عادةً ما تُعتبر هذه العناصر متميزة عن هياكل الطول الموجي ، حيث حتى خصائصها مبنية على الطول الموجي الذي تعمل فيه ، وبالتالي لا يمكن تقريبها كمادة متجانسة.[] ومع ذلك ، فإن هياكل المواد كالبلورات الضوئية فعالة في طيف الضوء المرئي. حيث يبلغ متوسط طول الطيف المرئي حوالي 560 nm (لأشعة الشمس). وعادة ما تكون الهياكل البلورية الضوئية نصف هذا الحجم أوأصغر ، وهي ذات طول طيف مرئي <280 nm.[]

تستخدم المواد البلازمونية بلازمونات السطح ، وهي حزم من الشحنات الكهربائية التي تتذبذب مجتمعة على أسطح المعادن عند الترددات الضوئية.

يمكن حتى تعرض الأسطح الانتقائية للتردد (FSS) خصائص طول الموجة الفرعية وتعهد بشكل مختلف باسم موصل مغناطيسي صناعي (AMC) أوأسطح مقاومة عالية (HIS). تعرض FSS الخصائص الاستقرائية والسعوية التي ترتبط مباشرة بهيكل الطول الموجي لها.


مؤشر الانكسار السلبي

مقارنة بين الانكسار في مادة ملساء عسراء لتلك الموجودة في مادة طبيعية

تقريباً جميع المواد التي تم تجربتها كمواد ضوئية بصرية ، مثل الزجاج أوالماء ، لها قيم إيجابية لكلاً من السماحية ε و النفاذية µ. ومع ذلك ، فإن المعادن مثل الفضة والمضى لها سماحية سلبية في أطوال موجية أقصر. المواد مثل الپلازمونية السطح التي لها (ولكن ليس كلاهما) ε أوµ سلبي غالبًا ما تكون غير شفافة للإشعاع الكهرومغناطيسي. ومع ذلك ، فإن المواد متباينة الخواص مع السماحية السلبية يمكن حتى تنتج الانكسار السلبي فقط بسبب الدهليزية المغناطيسية.[]

على الرغم من حتى الخصائص البصرية للمادة الشفافة محددة تمامًا بواسطة الپارامترات و, كاسر الأشعة المؤشر n من الناحية العملية غالباً ما يستخدم ، والذي يمكن تحديده من.جميع المواد الشفافة الغير خارقة معروفة بإيجابية و. بإجماع استخدام الجذر التربيعي الإيجابي ل n.

ومع ذلك ، فإن بعض المواد الخارقة التي تم تصميمها لها

فيديويمثل الانكسار السلبي للضوء في قابلة مستوية موحدة.

تعتبر الاعتبارات السابقة بسيطة بالنسبة للمواد العملية ، والتي يجب حتى تكون ذات قيمة عقدية و. الأجزاء الحقيقية من كليهما و لا يجب حتى تكون سالبة لمادة غير فعالة لإظهار الانكسار السلبي. تحتوي المواد الخارقة ذات n سلبية على الكثير من الخصائص المثيرة للاهتمام:

  • قانون سنيل (n1sinθ1 = n2sinθ2), ولكن كما n2 سالبة , تنكسر الأشعة على الجانب "نفسه" من الوضع الطبيعي عند دخول المادة.
  • إشعاع شيرنكوڤ مشيراً في الاتجاه الآخر.
  • متوسط الزمن لشعاع پوينتنگ هو الموازي بالاتجاه المعاكس إلى سرعة الطور. ومع ذلك ، لكي تنتشر الأمواج (الطاقة) ، يجب إقران a –µ ب a –ε من أجل تلبية اعتماد رقم الموجة على پارامترات المواد .

يشتق المؤشر السالب للانكسار حسابياً من المتجه الثلاثي E, H وk.

بالنسبة إلى الأمواج المستوية التي تنتشر في المواد الكهرومغناطيسية ، يتبع المجال الكهربائي والمجال المغناطيسي وموجة الموجه قاعدة اليد اليسرى ، عكس السلوك التقليدي للمواد الضوئية.

التصنيف

المواد الخارقة الكهرومغناطيسية مقسمة إلى فئات مختلفة ، على النحوالتالي:

المؤشر السالب

تكون في المواد السالبة للمؤشر السالب (NIM) ، السماحية والنفاذية سلبية ، مما يؤدي إلى وجود مؤشر سلبي للانكسار. تُعهد هذه أيضًا بالمواد الخارقة السلبية المزدوجة أوالمواد السلبية المزدوجة (DNG). تتضمن المصطلحات الأخرى الخاصة بـ NIMs "الوسائط اليسرى" و"الوسائط ذات معامل الانكسار السلبي" و"وسائط الموجة العكسية".

في المواد البصرية ، إذا كانت جميع من السماحية ε والنفاذية µ إيجابية ، ينتقل انتشار الموجة في الاتجاه الأمامي. إذا كان جميع من ε وµ سالبين ، يتم إنتاج موجة بالاتجاه العكسي. إذا كان لكل من ε وµ أقطاب مختلفة ، فلا تنتشر الأمواج.

رياضياً ،قد يكون الربع الثاني والربع الرابع الإحداثيات (0،0) في مستوى الإحداثيات حيث ε هوالمحور الأفقي ، وµ هوالمحور العمودي.

حتى الآن ، تظهر المواد الخارقة فقط بمؤشر سلبي للانكسار.


السلبية المفردة

المواد السالبة الفردية (SNG) لها سماحية نسبية سلبية (εr) أونفاذية نسبية سلبية (µr), ولكن ليس كلاهما. تعمل كمواد موصلة عندما يتم دمجها مع SNG مختلف ومتكامل، حيث يعمل بشكل مشهجر باعتباره DNG.

يعرض ε سلبي (ENG) سلبيةεr بينماµr موجبة. تحمل الكثير من البلازما هذه الخاصية. على سبيل المثال ، المعادن النبيلة مثل المضى أوالفضة هي ENG في الأشعة تحت الحمراء والطيف المرئي.

تعرض الوسائط السلبية (MNG) εr إيجابية وµr سلبية. تظهر المواد ذات الحركة الحزونية للإشعاع المغناطيسي أوالجيروسكوبية هذه الخاصية. المادة المسننة هي مادة تم تغييرها من خلال وجود مجال مغناطيسي شبه ثابت ، مما يعمل التأثير المغنطيسي البصري.[] التأثير المغنطيسي البصري هوظاهرة تنتشر فيها الموجة الكهرومغناطيسية عبر هذه الوسيلة. في مثل هذه المواد ، يمكن حتى تنتشر الاستقطابات الإهليلجية اليسارية واليمينية بسرعات مختلفة. عندما ينتقل الضوء عبر طبقة من المواد المغناطيسية البصرية ، فإن النتيجة تسمى تأثير فاراداي: يمكن تدوير سطح الاستقطاب) ، لتشكيل محور فاراداي. تُعهد نتائج هذا الانعكاس باسم تأثير كير المغنطيسي البصري (لا يجب الخلط بينه وبين تأثير كير الغير خطي). تسمى مادتان الحلزونيتان مع اتجاهين عكسيين للاستقطابين الرئيسيين بالأيزومرات الضوئية.

نتج عن الانضمام إلى لوح من مواد ENG وسلسلة من مواد MNG خصائص مثل الرنين والشق الشاذ والشفافية وانعكاس الصفر. مثل المواد ذات المؤشر السالب ، SNGs تشتت بطبيعتها ، لذلك εr, µr ومؤشر الانكسار n ، هي وظيفة التردد.

البترية

تتصرف المواد الخارقة البترية (HMMs) كمعدن لاستقطاب معين أواتجاه انتشار الضوء وتتصرف كعازل للآخر بسبب مكونات الموجه السلبي والإيجابي ، مع إعطاء أقصى تباين . تشكل المادة علاقة التشتت في الفضاء الموجي البتري الزائد ، وبالتالي يطلق عليها اسم المادة الخارقة الزائدية.و يؤدي التباين الشديد في HMMs إلى انتشار اتجاهي للضوء داخل وخارج السطح. أظهرت HMMs الكثير من التطبيقات المحتملة ، مثل الاستشعار والتصوير وتوجيه الإشارات الضوئية وتأثيرات الرنين المعززة بالبلازمون.

فجوة الحزم

تتحكم المواد الكهرومغناطيسية ذات فجوة الحزمة (EBG أوEBM) في انتشار الضوء. يتم تحقيق ذلك إما باستخدام بلورات ضوئية (PC) أومواد عسراء (LHM). يمكن لأجهزة الكمبيوتر حظر انتشار الضوء تمامًا. ويمكن حتى يسمح كلا الفئتين للضوء بالانتشار في اتجاهات محددة ومصممة ويمكن تصميم كلاهما باستخدام فجوات ذات ترددات مرغوبة. حجم المدة من EBGs هوجزء ملموس من الطول الموجي ، وخلق تداخلاً بناءً ومدمراً. تتميز االبلورات الضوئية عن هياكل الطول الموجي الفرعي ، مثل المواد الخارقة القابلة للضبط ، تستمد هذه البلورات خصائصها من خصائص فجوة نطاقها. البلورات الضوئية بحجمها تتناسب مع الطول الموجي للضوء ، لقاء المواد الخارقة الأخرى التي تعرض بنية الطول الموجي الفرعي. علاوة على ذلك ، تعمل البلورات الضوئية عن طريق تشتيت الضوء. على النقيض من ذلك ، لا تستخدم انحياز المواد الأولية .

تحتوي البلورات الضوئية على شوائب دورية تمنع انتشار الموجات نظرًا للتداخل الضخم للإدراج الناتج عن الانتثار. خاصية النطاق الترددي الضوئي للبورات الضوئية تجعلها متناظرة كهرومغناطيسياً لبلورات أنصاف النواقل الإلكترونية.

تهدف EBGs إلى إنشاء هياكل عازلة عالية الجودة دورية ومنخفضة الضياعات . تؤثر EBG على الفوتونات بنفس الكيفية التي تؤثر بها مواد أنصاف النواقل على الإلكترونات. البلورات الضوئية هي المادة المثالية ذات فجوة الحزمة ، لأنها لا تسمح بانتشار الضوء. تعمل جميع وحدة من الهجريب الدوري المحدد كذرة واحدة ، وإن كان حجمها أكبر من ذلك بكثير.

تم تصميم EBGs لمنع انتشار عرض نطاق ترددي من الترددات ، لبعض زوايا الوصول و الاستقطاب. تم اقتراح الكثير من الأشكال الهندسية والهياكل لتصنيع الخصائص المميزة لـ EBG. عملياً ، من المحال إنشاء جهاز EBG لا تشوبه شائبة.

تم تصنيع EBGs للترددات التي تتراوح من بضع گيگاهيرتز (GHz) إلى عدد قليل من تيراهيرتز (THz) والراديوالأمواج الميكروية ومناطق تردد الأشعة تحت الحمراء المتوسطة. تتضمن تطورات تطبيق EBG خط نقل ، وألواح خشبية مصنوعة من قضبان عازلة مربعة وعدة أنواع مختلفة من هوائيات الربح المنخفض ).

وسط إيجابي مزدوج

تظهر الوسائط الإيجابية المزدوجة (DPS) في الطبيعة ، كظهور العوازل بشكل طبيعي. كلاً من السماحية والنفاذية المغناطيسية إيجابي وانتشار الموجة في الاتجاه الأمامي.فقد تم تصنيع المواد الاصطناعية التي تجمع بين خصائص DPS وENG وMNG.

ثنائي الخواص وثنائي متباين الخواص

يفترض تصنيف المواد الخارقة في صورة سلبية مزدوجة أومفردة أوموجبة مزدوجة ، حتى المادة الخارقة لها استجابات كهربائية ومغناطيسية مستقلة موصوفة بواسطة ε وµ. ومع ذلك ، في كثير من الحالات ، يؤدي المجال الكهربائي في المغناطيسي إلى الاستقطاب ، في حين حتى الحقل المغناطيسي يحرض الاستقطاب الكهربائي ، المعروف باسم الاقتران الكهرومغناطيسي. يشار إلى هذه الوسائط على أنها ثنائية الخواص. الوسائط التي تظهر اقتران مغناطيسي كهربائي وتكون متباينة الخواص (فهذا هوالحال بالنسبة للعديد من هياكل المواد الخارقة ), تشار إلى المواد الثنائية المتباين الخواص.

أربعة پارامترات مادية هي جوهرية لاقتران مغناطيسي كهربائي من الوسائط ثنائية الخواص. هم ) و) ، وشدة المجال ) و) كثافة التدفق. هذه الپارامترات هي ε وµ و κ وχ أوالسماحية والنفاذية وقوة الدهليزية المغناطيسية والپارامتر Tellegen على التوالي. في هذا النوع من الوسائط ، لا تختلف پارامترات المواد باختلاف التغييرات على طول نظام الإحداثيات للقياسات. في هذا المعنى فهي ثابتة أو عددية.

تؤثر الپارامترات الكهربائية المغناطيسية العملية ، κ و χ ، على الطور من الموجة. تأثير پارامتر الدهليزية المغناطيسية هوتقسيم معامل الانكسار. في الوسائط ذات الخواص المتماثلة، ينتج عن هذا انتشار الأمواج فقط إذا كانت ε وµ لها نفس الإشارة. تظهر في الوسائط ثنائية الخواص ذات القيمة χ المفترضة هي صفر ، وκ قيمة غير صفرية ، نتائج مختلفة. يمكن حتى تحدث إما موجة للخلف أوموجة للأمام. بدلاً من ذلك ، يمكن حتى تحدث موجتان للأمام أوموجتان للخلف ، اعتمادًا على قوة پارامتر الدهليزية المغناطيسية.

في الحالة العامة ، تُقرأ العلاقات التأسيسية للمواد ثنائية الخواص حيث و هي السماحية وموتّرات النفاذية ، على التوالي, بينما و هما الموتّران الكهربائي المغناطيسي. إذا كان الوسط متبادل ، فإن السماحية والنفاذية موترّات متماثلة ، و, حيث هوالموتّر الدهليزي الذي يصف الاستجابة الكهرومغناطيسية والكهرومغناطيسية المتبادلة. يمكن التعبير عن الموتّر الدهليزي كما , حيث أثر تتبع , I مصفوفة المطابقة , N هوموتّر متماثل خالٍ من آثار التتبع ، وJ هوموتّر غير متماثل. مثل هذا التحليل يسمح لنا بتصنيف الاستجابة ثنائية الاتجاه متبادلة ويمكننا تحديد الفئات الرئيسية الثلاثة التالية: (i) الوسائط الدهليزية (), (ii) الوسط pseudochiral (), (iii) والوسط أوميگا (). بشكل عام ، تكون الاستجابة الكهرومغناطيسية الدهليزية و/ أوثنائية الخواص المتباينة نتيجة الدهليزية الهندسية ثلاثية الأبعاد: تتكون المواد الخارقة ثلاثية الأبعاد من خلال تضمين هياكل ثلاثية الأبعاد في وسط مضيف وتظهر تأثيرات الاستقطاب المرتبطة بالدهليزية مثل النشاط البصري ازدواج اللون الدائري. يتضح مفهوم الدهليزية ثنائية البعد أيضًا وينطق إذا الجسم المستويقد يكون دهليزياً مغناطيسياً إذا لم يكن من الممكن تثبيته على صورته المنعكسة ما لم يتم حمله من المستوي. من ناحية أخرى ، يمكن حتى تنشأ استجابة متباينة الخواص من هياكل أتيرالية هندسية لا تمتلك ثنائية أوثلاثية الأبعاد عملية .عن پلوم وآخرون. تم فحص مواد خارقة دهليزية خارجية حيث ينتج اقتران المغناطيسية الكهربائية عن الدهليزية الهندسية للهيكل كله ويكون التأثير مدفوعًا بواسطة ناقل الموجة الإشعاعية الذي يساهم في التباين الدهليزي الكلي (التباين الكهرومغناطيسي الخارجي).عن ريزا وآخرون فالمواد الخارقة الدهليزية المقترحة أحادية البعد حيث لا يختفي الموتر الفعال إذا كان النظام أحادي الأبعاد هندسيًا (لا يمكن تراكب صورة معكوسة الهيكل بأكمله باستخدام التحويلات من دون تناوب).

الدهليزية المغناطيسية

يتم تصنيع المواد الخارقة من مواد دوامية التي تكون فيها الپارامتر الفعال k غير صفري. يعد هذا مصدرًا محتملًا للالتباس لأن الأدبيات الوصفية تتضمن استخدامين متعارضين لمصطلحي "اليد اليسرى" و"اليد اليمنى". الأول يشير إلى واحدة من الأمواج المستقطبة الدائرية التي هي وسيط لانتشار في وسائط دوامية. والثاني يتعلق بمجموعات ثلاثية في المجال الكهربائي ، والمجال المغناطيسي وموجه پوينتنگ الذي ينشأ في وسط معامل الانكسار السلبي ، وهوفي معظم الحالات ليس دواميًا.

تُظهر خواص انتشار الأمواج في المواد الخارقة أنه يمكن تحقيق الانكسار السلبي في المواد الخارقة باستخدام مادة قوية الدوامية والإيجابية ε وμ.وذلك لأن الدليل الانكساري له قيم مميزة يسارية ويمينية ، يعطى ب

يمكن حتى نرى حتى مؤشر سلبي سيُحدث لاستقطاب واحد إذا κ > نطقب:Radical. في هذه الحالة ، ليس من الضروري إما أحدهما أوكليهما εr وµr حتىقد يكونا سالبين بالنسبة لانتشار الموجة العكسية.

القائمة على FSS

تعمل المواد الانتقائية ذات القاعدة السطحية ذات التردد على منع الإشارات في نطاق موجي واحد وتمرير الإشارات في نطاق موجة آخر. فقدت أصبحت بديلاً للمواد الخارقة ذات التردد الثابت. فهي تسمح بإجراء تغييرات اختيارية للترددات في وسيط واحد ، بدلاً من الحدود التقييدية لـ استجابة التردد المحددة.

الأنواع الأخرى

المرنة

تستخدم هذه المواد الخارقة پارامترات مختلفة لتحقيق مؤشر سلبي للانكسار في المواد غير الكهرومغناطيسية. علاوة على ذلك ، "قد يتيح التصميم الجديد للمواد الخارقة المرنة التي يمكن حتى تسلك سلوك إما كسوائل أومواد صلبة على مدى تردد محدود تطبيقات جديدة تعتمد على التحكم في الأمواج الصوتية والمرنة والأمواج الزلزالية." They are also called mechanical metamaterials.[]

الصوتية

ميكانيكا الاستمرارية
الحفاظ على الكتلة
الحفاظ على العزم
معادلات ناڤييه–ستوكس
     


تتحكم المواد الخارقة الصوتية في توجيه ومعالجة الصوت بشكل صوتية, تحت الصوتية أوفوق الصوتية والأمواج في الغازات والسوائل والمواد الصلبة. كما هوالحال مع الأمواج الكهرومغناطيسية ، فيمكن للأمواج الصوتية حتى تظهر انكسارًا سلبيًا.

يتم التحكم في الأمواج الصوتية في الغالب من خلال معامل الكتلة الضخمة β وكثافة الكتلة ρ و"الدهليزية". إذا معامل الكثافة الظاهرية والكثافة هي نظائر السماحية والنفاذية في المواد الكهرومغناطيسية. يرتبط هذا بميكانيكا انتشار موجة الصوت في شبكة شعرية. كما تحتوي المواد على كتلة ودرجات جوهرية من الصلابة. تشكل هذه معًا نظامًا رنانًا وقد يحدث الرنين الميكانيكي (الصوتي) منعملاً بترددات صوتية مناسبة (على سبيل المثال ، الذبذبات المسموعة).

الهيكلية

توفر المواد الخارقة الإنشائية الهيكلية خواص مثل الصلابة والوزن الخفيف. باستخدام الإسقاط للتصنيع البصري الميكروي projection micro-stereolithography ، يمكن إنشاء الشبكات الشعرية باستخدام أشكال تشبه إلى حد كبير النادىمات والعوارض. فالمواد ذات الأربعة أوامر من حجم أكثر صلابة من آيروجل التقليدية ، ولكن تم إنشاؤها مع نفس الكثافة. يمكن لمثل هذه المواد حتى تتحمل حمولة لا تقل عن 160،000 مرة من وزنها عن طريق الإفراط في تقييد المواد.

يمكن تسطيح مادة السيراميك النانوية الخارقة والعودة بها إلى حالتها الأصلية.

لاخطية

قد يتم تصنيع المواد الخارقة التي تحتوي على شكل من أشكال غير الخطية ، التي تتغير خصائصها مع قوة موجة الحالة. تعتبر الوسائط غير الخطية ضرورية لـ البصريات غير الخطية. تحتوي معظم المواد البصرية على استجابة ضعيفة نسبيًا ، مما يعني حتى خصائصها تتغير بمقدار صغير فقط للتغييرات الكبيرة في شدة المجال الكهرومغناطيسي. يمكن حتى تكون المجالات الكهرومغناطيسية المحلية للادراج في المواد غير الخطية أكبر بكثير من متوسط قيمة الحقل. إضافة إلى ذلك ، تم التنبؤ بتأثيرات غير خطية بارزة وملاحظة ما إذا كانت السماحية العازلة الفعالة للمادة الخارقة العازلة صغيرة جدًا (وسائط إبسيلون القريبة من الصفر). بالإضافة إلى ذلك ، فإن الخصائص الشاذة، مثل مؤشر الانكسار السلبي ، تخلق فرصًا لتهيئة الظروف لمطابقة الطور التي يجب حتى تكون سقمية في أي بنية بصرية غير خطية.

المواد الخارقة بتأثير هول

في عام 2009 ،أثبت مارك براين وگرايم ميلتون رياضياً أنه يمكن للمرء من حيث المبدأ عكس إشارة مركب مكون من ثلاثة مواد في ثلاثي الأبعاد مصنوع من مواد معامل هول الإيجابية أوالسلبية فقط. في وقت لاحق من عام 2015 عن معمّر كاديك وآخرون. أظهر حتى ثقب سهل في مادة ذات الخواص المتماثلة يمكن حتى يؤدي إلى تغيير إشارة معامل هول. هذا الانادىء النظري اختبر تجريبياً من قبل كريستيان كيرن وآخرون.

في عام 2015 ، أظهره أيضًا كريستيان كيرن وآخرون. حتى انثقاب مادة متباينة الخواص لمادة منفردة يمكن حتى يؤدي إلى تأثير غير معتاد لا أكثر ، ألا وهوتأثير هول الموازي. هذا يعني حتى المجال الكهربائي المحرَّض داخل الوسائط الموصلة لم يعد متعامدًا مع المجال المغناطيسي ولكنه في الواقع موازٍ للأخير.

المواد الخارقة الكهرو-حرارية

حزم التردد

تيرا هيرتز

تتفاعل المواد الخارقة من تيراهيرتز عند ترددات تيراهيرتز ، التي تُعهد عادة على أنها 0.1 إلىعشرة THz). يقع إشعاع تيراهيرتز في الطرف البعيد من شريط الأشعة تحت الحمراء ، مباشرة بعد نهاية شريط الأمواج الميكروية . هذا يتوافق مع الملليمتر وأطوال موجية دون ميل بين ثلاثة مم ( EHF) و0.03 ملم (حافة الطول الموجي الطويل لأشعة الضوء تحت الحمراء البعيدة).

الفوتونية

تتفاعل المواد الخارقة الضوئية مع الترددات البصرية (أشعة تحت الحمراء متوسطة). تميزها مدة الطول الموجي الفرعي عن البنى ذات فجوة الحزمة الضوئية.

القابلة للضبط

تسمح المواد الخارقة القابلة للضبط بتعديلات عشوائية على تغيرات التردد في مؤشر الانكسار. تتوسع مادة الخارقة القابلة للضبط إلى ما وراء حدود النطاق الترددي في المواد ذات قاعدة اليد اليسرى من خلال إنشاء أنواع مختلفة من المواد الوصفية.

الپلازمونية

تستخدم المواد الخارقة الپلازمونية الپلازمونات السطحية ، والتي تنتج من تفاعل الضوء مع المعدن - العزل الكهربائي. في ظل ظروف محددة ، يندفع الضوء المتصاعد مع الپلازمونات السطحية لإنشاء أمواج ذاتية الاستدامة أوأمواج كهرومغناطيسية منتشرة أوأمواج سطحية المعروفة باسم الپولاريتونات الپلازمونات السطحية.

التطبيقات

المواد الخارقة قيد الدراسة في الكثير من التطبيقات. فالهوائيات ذات المواد الخارقة متاحة تجارياً.

في عام 2007 ، ذكر أحد الباحثين أنه لكي يتم تطبيق تطبيقات المواد الخارقة، يجب تقليل ضياعات الطاقة ، ويجب حتى تمتد المواد إلى مواد ذات خواص متماثلة ثلاثية الأبعاد ، ويجب حتى تكون تقنيات الإنتاج ذات صناعات متطورة.

الهوائيات

الهوائيات الخارقة هي فئة من الهوائيات التي تستخدم المواد الخارقة لتحسين الأداء. أظهرت البراهين حتى المواد الخارقة يمكن حتى تحسن من هوائيات القدرة المشعة. تسمح المواد التي يمكنها تحقيق نفاذية سالبة بخصائص مثل حجم الهوائي الصغير والاتجاهية العالي والتردد القابل للضبط.

الماصات

يعالج الماص ذوالمواد الخارقة مكونات ضياعات سماحية المواد الخارقة والنفاذية المغناطيسية ، لامتصاص كميات كبيرة من الإشعاع الكهرومغناطيسي. هذه ميزة مفيدة لـ كشف الصور و التطبيقات االكهروضوئية الشمسية. تكون مكونات الضياعات ذات صلة أيضًا بتطبيقات معامل الانكسار السلبي (المواد الفوتونية الضوئية ، أنظمة الهوائي) أوالبصريات المتغيرة (التغطية بالمواد الخارقة ، الميكانيكا الفلكية) ، لكن غالبًا لا يتم استخدامها في هذه التطبيقات.

العدسات الفائقة

"العدسات الفائقة" تعبير عن جهاز ثنائي أوثلاثي الأبعاد يستخدم مواد خارقة، عادةً ذات خصائص انكسار سالبة ، لتحقيق دقة تتجاوز حد الانحياز (من الناحية المثالية ، الدقة اللانهائية). يتم تمكين مثل هذا السلوك من خلال قدرة المواد السلبية المزدوجة على إنتاج سرعة طور سالبة. فحد الانحياز متأصل في الأجهزة أوالعدسات البصرية التقليدية.

أجهزة الإخفاء

تعتبر المواد الخارقة أساسًا محتملاً لجهاز إخفاء عملي. تم عرض مرشد المبدأ في 19 أكتوبر 2006. لكن لا توجد أغطية عملية معروفة لحد الآن.

RCS (رادار المبتر العرضي) المقلل من المواد الخارقة

تقليدياً ، تم تخفيض RCS إما عن طريق مادة ماصة للرادار (RAM) أوعن طريق تشكيل الأهداف بحيث يمكن إعادة توجيه الطاقة المبعثرة بعيدًا عن المصدر. في حين حتى RAMs لها وظائف نطاق تردد ضيق ، فإن تحديد الغرض يحد من الأداء الإيروديناميكي للهدف. في الآونة الأخيرة ، يتم تصنيع المواد الخارقة أوالأسطح التي يمكن إعادة توجيه الطاقة المبعثرة بعيداً عن المصدر باستخدام نظرية المصفوفات أوقانون سنيل المعمم. وقد أدى ذلك إلى أشكال ملائمة للديناميكا الهوائية للأهداف باستخدام نظام RCS مخفض.

الحماية الزلزالية

تتصدى المواد المضادة للزلازل للآثار الضارة للأمواج الزلزالية على الهياكل التي من خلق الإنسان.

ترشيح الصوت

يمكن حتى تتحكم المواد الخارقة المطعمة بشوائب نانوية في إشارات الصوت أوالضوء ، مثل تغيير لون المادة أوتحسين الأمواج فوق الصوتية. تضم الاستخدامات اختبار المواد غير المدمرة ، التشخيص الطبي وكتم الصوت. يمكن تصنيع المواد من خلال عملية ترسيب عالية الدقة ومتعددة الطبقات. يمكن التحكم في سمك جميع طبقة في جزء صغير من الطول الموجي. ثم يتم ضغط المادة ، مما يؤدي إلى ظهور شوائب دقيقة يمكن حتى يؤدي التباعد بينها إلى تناثر الترددات المحددة.

النماذج النظرية

جميع المواد المصنوعة من ذرات ، هي ثنائية القطب. تعمل هذه الأقطاب على تعديل سرعة الضوء بعامل n (معامل الانكسار). في الرنان المنفصل ، تعمل وحدات السلك والحلقة كثنائيات ذرية: يعمل السلك كذرة كهرومغناطيسية ، بينما تعمل الحلقة ك محرض L ، 'بينما يعمل القسم المفتوح ك مكثف C . تعمل الحلقة ككل ك دائرة LC. عندما يمر المجال الكهرومغناطيسي عبر الحلقة ، يتم إنشاء تيار متحرض. الحقل المتولد عمودي على المجال المغناطيسي للضوء. ينتج عن الرنين المغناطيسي نفاذية سلبية ؛ مؤشر الانكسار هوسلبي أيضا. (العدسة ليست مسطحة عملاً، نظرًا لأن سعة الهيكل تفرض ميلًا على التحريض الكهربائي). الكثير من نماذج المواد (الرياضية) استجابة التردد في DNGs. أحدها هونموذج لورنتز ، الذي يصف حركة الإلكترون من حيث مذبذب مقاد، مذبذب توافقي. ينطبق نموذج Debye relaxation عندماقد يكون مكون التسارع لنموذج لورنتز الرياضي صغيرًا مقارنة بالمكونات الأخرى للمعادلة. ينطبق Drude model عندماقد يكون مكون قوة الاستعادة لا يكاد يذكر ويكون معامل الاقتران عمومًا هوتردد الپلازما. تتطلب الفروق الأخرى في المكونات استخدام أحد هذه النماذج ، اعتمادًا على قطبيتها أوغرضها.

عادةً ما يتم نمذجة المركبات ثلاثية الأبعاد للتضمينات المعدنية / غير المعدنية التي يتم دمجها بشكل دوري / عشوائي في مصفوفة منخفضة القدرة على التخزين الكهربائي بطرق تحليلية ، بما في ذلك صيغ الخلط والأساليب القائمة على مصفوفة الانتثار. يتم نمذجة الجسيم إما عن طريق ثنائي القطب الكهربائي الموازي للحقل الكهربائي أوزوج من الأقطاب الكهربائية والمغناطيسية المتقاطعة المتوازية مع المجالين الكهربائي والمغناطيسي ، على التوالي ، للموجة المطبقة. هذه الأقطاب هي الشروط الرئيسية في سلسلة الأقطاب المتعددة. إنها الوحيدة الموجودة في كرة متجانسة ، يمكن الحصول عليها بسهولة [من قابلية الاستقطاب] من معاملات تشتت مي. بشكل عام ، يُعهد هذا الإجراء باسم "تقريب نقطة ثنائي القطب" ، وهوتقريب جيد للمواد metamaterials التي تتكون من مكونات كروية صغيرة كهربائياً. تضم مزايا هذه الطرق انخفاض تكلفة الحساب والبساطة الرياضية.

يمكن العثور على تقنيات أخرى المبدأ الأول لتحليل الوسائط الكهرومغناطيسية ثلاثية الدورية في بنية النطاق الفوتوني للحوسبة

الشبكات المؤسساتية

MURI

تضم مبادرة البحث الجامعي متعدد المجالات (MURI) العشرات من الجامعات وبعض المنظمات الحكومية. وتضم الجامعات المشاركة جامعة كاليفورنيا في بيركلي ، جامعة كاليفورنيا في لوس أنجلوس ، جامعة كاليفورنيا في سان دييگو، معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا ، الكلية الملكية في لندن. الرعاة هم مخط البحوث البحرية ووكالة مشروع أبحاث الدفاع المتقدمة.

تدعم MURI البحوث التي تتقاطع مع أكثر من تخصص واحد في العلوم والهندسة التقليدية لتسريع جميع من البحث والترجمة إلى التطبيقات. اعتبارًا من عام 2009 ، كان من المتسقط حتى تشارك 69 مؤسسة أكاديمية في 41 من جهود البحث.

Metamorphose

يعد المعهد الافتراضي للمواد الكهرومغناطيسية الاصطناعية والمواد الفوقية "Metamorphose VI AISBL" اتحادًا دوليًا للترويج للمواد والمواد الكهرومغناطيسية الاصطناعية. ينظم مؤتمرات فهمية ، ويدعم المجلات المتخصصة ، ويخلق ويدير برامج البحوث ، ويوفر برامج التدريب (بما في ذلك برامج الدكتوراه وبرامج التدريب للشركاء الصناعيين) ؛ ونقل التكنولوجيا إلى الصناعة الأوروبية.

انظر أيضاً

  • Metasurface
  • Artificial dielectrics—macroscopic analogues of naturally occurring dielectrics that came into use with the radar microwave technologies developed between the 1940s and 1970s.
  • METATOY (Metamaterial for rays)—composed of super-wavelength structures, such as small arrays of prisms and lenses and can operate over a broad band of frequencies
  • Magnonics
  • (journal)
  • Metamaterials Handbook
  • Metamaterials: Physics and Engineering Explorations

المراجع

  1. ^ Shelby, R. A.; Smith D.R.; Shultz S.; Nemat-Nasser S.C. (2001). "Microwave transmission through a two-dimensional, isotropic, left-handed metamaterial" (PDF). Applied Physics Letters. 78 (4): 489. Bibcode:2001ApPhL..78..489S. doi:10.1063/1.1343489. Archived from the original (PDF) on June 18, 2010.
  2. ^ Smith, D. R.; Padilla, WJ; Vier, DC; Nemat-Nasser, SC; Schultz, S (2000). "Composite Medium with Simultaneously Negative Permeability and Permittivity" (PDF). Physical Review Letters. 84 (18): 4184–87. Bibcode:2000PhRvL..84.4184S. doi:10.1103/PhysRevLett.84.4184. PMID 10990641. Archived from the original (PDF) on June 18, 2010.
  3. ^ Kshetrimayum, R. S. (2004). "A Brief Intro to Metamaterials". IEEE Potentials. 23 (5): 44–46. doi:10.1109/mp.2005.1368916.
  4. ^ Engheta, Nader; Richard W. Ziolkowski (June 2006). . Wiley & Sons. pp. xv, 3–30, 37, 143–50, 215–34, 240–56. ISBN .
  5. ^ Zouhdi, Saïd; Ari Sihvola; Alexey P. Vinogradov (December 2008). . New York: Springer-Verlag. pp. 3–10, Chap. 3, 106. ISBN .
  6. ^ Smith, David R. (2006-06-10). "What are Electromagnetic Metamaterials?". Novel Electromagnetic Materials. The research group of D.R. Smith. Archived from the original on July 20, 2009. Retrieved 2009-08-19.
  7. ^ Shelby, R. A.; Smith, D. R.; Schultz, S. (2001). "Experimental Verification of a Negative Index of Refraction". Science. 292 (5514): 77–79. Bibcode:2001Sci...292...77S. CiteSeerX 10.1.1.119.1617. doi:10.1126/science.1058847. PMID 11292865.
  8. ^ Pendry, John B. (2004). (PDF). Contemporary Physics. 45. Princeton University Press. pp. 191–202. Bibcode:2004ConPh..45..191P. doi:10.1080/00107510410001667434. ISBN . Retrieved 2009-08-26.
  9. ^ Veselago, V. G. (1968). "The electrodynamics of substances with simultaneously negative values of ε and μ". Soviet Physics Uspekhi. 10 (4): 509–14. Bibcode:1968SvPhU..10..509V. doi:10.1070/PU1968v010n04ABEH003699.
  10. ^ Brun, M.; S. Guenneau; and A.B. Movchan (2009-02-09). "Achieving control of in-plane elastic waves". Appl. Phys. Lett. 94 (61903): 061903. arXiv:0812.0912. Bibcode:2009ApPhL..94f1903B. doi:10.1063/1.3068491.
  11. ^ Rainsford, Tamath J.; D. Abbott; Abbott, Derek (9 March 2005). Al-Sarawi, Said F (ed.). "T-ray sensing applications: review of global developments". Proc. SPIE. Smart Structures, Devices, and Systems II. 5649 Smart Structures, Devices, and Systems II (Poster session): 826–38. Bibcode:2005SPIE.5649..826R. doi:10.1117/12.607746.
  12. ^ Cotton, Micheal G. (December 2003). "Applied Electromagnetics" (PDF). 2003 Technical Progress Report (NITA – ITS). Telecommunications Theory (3): 4–5. Retrieved 2009-09-14.
  13. ^ Alici, Kamil Boratay; Özbay, Ekmel (2007). "Radiation properties of a split ring resonator and monopole composite". Physica Status Solidi B. 244 (4): 1192–96. Bibcode:2007PSSBR.244.1192A. doi:10.1002/pssb.200674505. hdl:11693/49278.
  14. ^ Guenneau, S. B.; Movchan, A.; Pétursson, G.; Anantha Ramakrishna, S. (2007). "Acoustic metamaterials for sound focusing and confinement". New Journal of Physics. 9 (11): 399. Bibcode:2007NJPh....9..399G. doi:10.1088/1367-2630/9/11/399.
  15. ^ Slyusar, V.I. (October 6–9, 2009). "Metamaterials on antenna solutions" in 7th International Conference on Antenna Theory and Techniques ICATT’09.: 19–24. 
  16. ^ AIP News, Number 628 #1, March 13 Physics Today, May 2003, Press conference at APS March Meeting, Austin, Texas, March 4, 2003, New Scientist, v. 177, p. 24.
  17. ^ Parimi, P. V.; Lu, W. T.; Vodo, P; Sridhar, S (2003). "Photonic crystals: Imaging by flat lens using negative refraction". Nature. 426 (6965): 404. Bibcode:2003Natur.426..404P. doi:10.1038/426404a. PMID 14647372.
  18. ^ Kock, W. E. (1946). "Metal-Lens Antennas". IRE Proc. 34 (11): 828–36. doi:10.1109/JRPROC.1946.232264.
  19. ^ Kock, W.E. (1948). "Metallic Delay Lenses". Bell Syst. Tech. J. 27: 58–82. doi:10.1002/j.1538-7305.1948.tb01331.x.
  20. ^ Caloz, C.; Chang, C.-C.; Itoh, T. (2001). "Full-wave verification of the fundamental properties of left-handed materials in waveguide configurations" (PDF). J. Appl. Phys. 90 (11): 11. Bibcode:2001JAP....90.5483C. doi:10.1063/1.1408261.
  21. ^ Eleftheriades, G.V.; Iyer A.K. & Kremer, P.C. (2002). "Planar Negative Refractive Index Media Using Periodically L-C Loaded Transmission Lines". IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques. 50 (12): 2702–12. Bibcode:2002ITMTT..50.2702E. doi:10.1109/TMTT.2002.805197.
  22. ^ Caloz, C.; Itoh, T. (2002). Application of the Transmission Line Theory of Left-handed (LH) Materials to the Realization of a Microstrip 'LH line'. IEEE Antennas and Propagation Society International Symposium. 2. p. 412. doi:10.1109/APS.2002.1016111. ISBN .
  23. ^ Sievenpiper, Dan; et al. (November 1999). "High-Impedance Electromagnetic Surfaces with a Forbidden Frequency Band" (PDF). IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques. 47 (11): 2059–74. Bibcode:1999ITMTT..47.2059S. doi:10.1109/22.798001. Archived from the original (PDF) on July 19, 2011. Retrieved 2009-11-11.
  24. ^ Depine, Ricardo A.; Lakhtakia, Akhlesh (2004). "A new condition to identify isotropic dielectric-magnetic materials displaying negative phase velocity". Microwave and Optical Technology Letters. 41 (4): 315–16. arXiv:physics/0311029. doi:10.1002/mop.20127.
  25. ^ Voznesenskaya, A. and Kabanova, D. (2012) "Analysis of Ray Tracing Through Optical Systems with Metamaterial Elements", Scientific and Technical Journal of Information Technologies, Mechanics and Optics, Volume 5, Number 12, p. 5.
  26. ^ Eleftheriades, George V.; Keith G. Balmain (2005). . Wiley. p. 340. Bibcode:2005nmfp.book.....E. ISBN .
  27. ^ Pendry, John B.; David R. Smith (June 2004). "Reversing Light: Negative Refraction" (PDF). Physics Today. 57 (June 37): 2 ofتسعة (originally page 38 of pp. 37–45). Bibcode:2004PhT....57f..37P. doi:10.1063/1.1784272. Retrieved 2009-09-27.
  28. ^ Alù, Andrea and; Nader Engheta (January 2004). "Guided Modes in a Waveguide Filled With a Pair of Single-Negative (SNG), Double-Negative (DNG), and/or Double-Positive (DPS) Layers" (PDF). IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques. 52 (1): 199–210. Bibcode:2004ITMTT..52..199A. doi:10.1109/TMTT.2003.821274. Retrieved 2010-01-03.
  29. ^ High, A.; et al. (2015). "Visible-frequency hyperbolic metasurface". Nature. 522 (7555): 192–196. Bibcode:2015Natur.522..192H. doi:10.1038/nature14477. PMID 26062510.
  30. ^ Takayama, O.; Lavrinenko, A. V. (2019). "Optics with hyperbolic materials". Journal of the Optical Society of America B. 36 (8): F38–F48. doi:10.1364/JOSAB.36.000F38.
  31. ^ Engheta, Nader; Richard W. Ziolkowski (2006). (added this reference on 2009-12-14.). Wiley & Sons. pp. 211–21. ISBN .
  32. ^ Valentine, J.; Zhang, S.; Zentgraf, T.; Ulin-Avila, E.; Genov, D. A.; Bartal, G.; Zhang, X. (2008). "Three-dimensional optical metamaterial with a negative refractive index". Nature. 455 (7211): 376–79. Bibcode:2008Natur.455..376V. doi:10.1038/nature07247. PMID 18690249.
  33. ^ Pendry, JB (2009-04-11). "Metamaterials Generate Novel Electromagnetic Properties". UC Berkeley Atomic Physics Seminar 290F. Archived from the original (Seminar – ecture series) on 2010-06-27. Retrieved 2009-12-14.
  34. ^ Chappell, William leads the IDEA laboratory at Purdue University (2005). "Metamaterials". research in various technologies. Retrieved 2009-11-23.
  35. ^ Soukoulis, C. M., ed. (May 2001). (Proceedings of the NATO Advanced Study Institute on Photonic Crystals and Light Localization, Crete, Greece, June 18–30, 2000 ed.). London: Springer London, Limited. pp. xi. ISBN .
  36. ^ Marques, Ricardo; Medina, Francisco; Rafii-El-Idrissi, Rachid (2002-04-04). "Role of bianisotropy in negative permeability and left-handed metamaterials" (PDF). Physical Review B. 65 (14): 144440–41. Bibcode:2002PhRvB..65n4440M. doi:10.1103/PhysRevB.65.144440. hdl:11441/59428. Archived from the original (PDF) on 20 July 2011.
  37. ^ Rill, M. S.; et al. (2008-12-22). "Negative-index bianisotropic photonic metamaterial fabricated by direct laser writing and silver shadow evaporation". Optics Letters. 34 (1): 19–21. arXiv:0809.2207. Bibcode:2009OptL...34...19R. doi:10.1364/OL.34.000019. PMID 19109626.
  38. ^ Kriegler, C. E.; et al. (2010). "Bianisotropic photonic metamaterials" (PDF). IEEE Journal of Selected Topics in Quantum Electronics. 999 (2): 1–15. Bibcode:2010IJSTQ..16..367K. doi:10.1109/JSTQE.2009.2020809.
  39. ^ Plum, E.; Liu, X.-X.; Fedotov, V. A.; Chen, Y.; Tsai, D. P.; Zheludev, N. I. (2009). "Metamaterials: Optical Activity without Chirality" (PDF). Phys. Rev. Lett. 102 (11): 113902. Bibcode:2009PhRvL.102k3902P. doi:10.1103/physrevlett.102.113902. PMID 19392202.
  40. ^ C. Rizza; Andrea Di Falco; Michael Scalora & Alessandro Ciattoni (2015). "One-Dimensional Chirality: Strong Optical Activity in Epsilon-Near-Zero Metamaterials". Phys. Rev. Lett. 115 (5): 057401. arXiv:1503.00490. Bibcode:2015PhRvL.115e7401R. doi:10.1103/PhysRevLett.115.057401. PMID 26274441.
  41. ^ Wang, Bingnan; et al. (November 2009). "Chiral metamaterials: simulations and experiments". J. Opt. Soc. Am. A. 11 (11): 114003. Bibcode:2009JOptA..11k4003W. doi:10.1088/1464-4258/11/11/114003.
  42. ^ Tretyakov, S.; Sihvola, A.; Jylhä, L. (2005). "Backward-wave regime and negative refraction in chiral composites". Photonics and Nanostructures Fundamentals and Applications. 3 (2–3): 107–15. arXiv:cond-mat/0509287. Bibcode:2005PhNan...3..107T. doi:10.1016/j.photonics.2005.09.008.
  43. ^ Capolino, Filippo (2009). "Chapter 32". Theory and Phenomena of Metamaterials. Taylor & Francis. ISBN .
  44. ^ Page, John (2011). "Metamaterials: Neither solid nor liquid". Nature Materials. 10 (8): 565–66. Bibcode:2011NatMa..10..565P. doi:10.1038/nmat3084. PMID 21778996.
  45. ^ Szondy, David (June 22, 2014). "New materials developed that are as light as aerogel, yet 10,000 times stronger". Gizmag.
  46. ^ Fang, Nicholas. "Projection Microstereolithography" (PDF). Department of Mechanical Science & Engineering, University of Illinois.
  47. ^ Fesenmaier, Kimm (23 May 2014). "Miniature Truss Work". Caltech.
  48. ^ Ciattoni, A.; Rizza, C.; Palange, E. (2010). "Extreme nonlinear electrodynamics in metamaterials with very small linear dielectric permittivity". Phys. Rev. A. 81 (4): 043839. arXiv:1002.3321. Bibcode:2010PhRvA..81d3839C. doi:10.1103/PhysRevA.81.043839.
  49. ^ Vincenti, M. A.; De Ceglia, D.; Ciattoni, A.; Scalora, M. (2011). "Singularity-driven second- and third-harmonic generation at epsilon-near-zero crossing points". Phys. Rev. A. 84 (6): 063826. arXiv:1107.2354. Bibcode:2011PhRvA..84f3826V. doi:10.1103/PhysRevA.84.063826.
  50. ^ Capretti, Antonio; Wang, Yu; Engheta, Nader; Dal Negro, Luca (2015). "Enhanced third-harmonic generation in Si-compatible epsilon-near-zero indium tin oxide nanolayers". Opt. Lett. 40 (7): 1500–3. Bibcode:2015OptL...40.1500C. doi:10.1364/OL.40.001500. PMID 25831369.
  51. ^ Briane, Marc; Milton, Graeme W. (28 November 2008). "Homogenization of the Three-dimensional Hall Effect and Change of Sign of the Hall Coefficient" (PDF). Archive for Rational Mechanics and Analysis. 193 (3): 715–736. doi:10.1007/s00205-008-0200-y.
  52. ^ Kadic, Muamer; Schittny, Robert; Bückmann, Tiemo; Kern, Christian; Wegener, Martin (22 June 2015). "Hall-Effect Sign Inversion in a Realizable 3D Metamaterial". Physical Review X. 5 (2): 021030. arXiv:1503.06118. Bibcode:2015PhRvX...5b1030K. doi:10.1103/PhysRevX.5.021030.
  53. ^ Kern, Christian; Kadic, Muamer; Wegener, Martin (2017). "Experimental Evidence for Sign Reversal of the Hall Coefficient in Three-Dimensional Metamaterials". Physical Review Letters. 118 (1): 016601. Bibcode:2017PhRvL.118a6601K. doi:10.1103/PhysRevLett.118.016601. PMID 28106428.
  54. ^ Kern, Christian; Kadic, Muamer; Wegener, Martin (28 September 2015). "Parallel Hall effect from three-dimensional single-component metamaterials". Applied Physics Letters. 107 (13): 132103. arXiv:1507.04128. Bibcode:2015ApPhL.107m2103K. doi:10.1063/1.4932046.
  55. ^ Paschotta, Rüdiger (2008–18). "Photonic Metamaterials". Encyclopedia of Laser Physics and Technology. I & II. Wiley-VCH Verlag. p. 1. Retrieved 2009-10-01.
  56. ^ Capolino, Filippo (2009). . Taylor & Francis, Inc. pp. 29–1, 25–14, 22–1. ISBN . Retrieved 2009-10-01.
  57. ^ Takayama, O.; Bogdanov, A. A., Lavrinenko, A. V. (2017). "Photonic surface waves on metamaterial interfaces". Journal of Physics: Condensed Matter. 29 (46): 463001. Bibcode:2017JPCM...29T3001T. doi:10.1088/1361-648X/aa8bdd.
  58. ^ Oliveri, G.; Werner, D.H.; Massa, A. (2015). "Reconfigurable electromagnetics through metamaterials – A review". Proceedings of the IEEE. 103 (7): 1034–56. doi:10.1109/JPROC.2015.2394292.
  59. ^ Costas Soukoulis (2007-01-04). "Metamaterials found to work for visible light". DOE /Ames Laboratory. Retrieved 2009-11-07.
  60. ^ Enoch, Stefan; Tayeb, GéRard; Sabouroux, Pierre; Guérin, Nicolas; Vincent, Patrick (2002). "A Metamaterial for Directive Emission". Physical Review Letters. 89 (21): 213902. Bibcode:2002PhRvL..89u3902E. doi:10.1103/PhysRevLett.89.213902. PMID 12443413.
  61. ^ Siddiqui, O.F.; Mo Mojahedi; Eleftheriades, G.V. (2003). "Periodically loaded transmission line with effective negative refractive index and negative group velocity". IEEE Transactions on Antennas and Propagation. 51 (10): 2619–25. Bibcode:2003ITAP...51.2619S. doi:10.1109/TAP.2003.817556.
  62. ^ Wu, B.-I.; W. Wang, J. Pacheco, X. Chen, T. Grzegorczyk and J. A. Kong; Pacheco, Joe; Chen, Xudong; Grzegorczyk, Tomasz M.; Kong, Jin Au (2005). "A Study of Using Metamaterials as Antenna Substrate to Enhance Gain" (PDF). Progress in Electromagnetics Research. 51: 295–28. doi:10.2528/PIER04070701. Archived from the original (PDF) on September 6, 2006. Retrieved 2009-09-23.CS1 maint: multiple names: authors list (link)
  63. ^ Li, W.; Valentine, J. (2014). "Metamaterial Perfect Absorber Based Hot Electron Photodetection". Nano Letters. 14 (6): 3510–14. Bibcode:2014NanoL..14.3510L. doi:10.1021/nl501090w. PMID 24837991.
  64. ^ Yu, Peng; Wu, Jiang; Ashalley, Eric; Govorov, Alexander; Wang, Zhiming (2016). "Dual-band absorber for multispectral plasmon-enhanced infrared photodetection". Journal of Physics D: Applied Physics (in الإنجليزية). 49 (36): 365101. Bibcode:2016JPhD...49J5101Y. doi:10.1088/0022-3727/49/36/365101. ISSN 0022-3727.
  65. ^ Yu, Peng; Besteiro, Lucas V.; Huang, Yongjun; Wu, Jiang; Fu, Lan; Tan, Hark H.; Jagadish, Chennupati; Wiederrecht, Gary P.; Govorov, Alexander O. (2018). "Broadband Metamaterial Absorbers". Advanced Optical Materials (in الإنجليزية). 7 (3): 1800995. doi:10.1002/adom.201800995. ISSN 2195-1071.
  66. ^ Pendry, J. B. (2000). "Negative Refraction Makes a Perfect Lens". Physical Review Letters. 85 (18): 3966–69. Bibcode:2000PhRvL..85.3966P. doi:10.1103/PhysRevLett.85.3966. PMID 11041972.
  67. ^ Fang, N.; Lee, H; Sun, C; Zhang, X (2005). "Sub-Diffraction-Limited Optical Imaging with a Silver Superlens". Science. 308 (5721): 534–37. Bibcode:2005Sci...308..534F. doi:10.1126/science.1108759. PMID 15845849.
  68. ^ "First Demonstration of a Working Invisibility Cloak". Office of News & Communications Duke University. Archived from the original on July 19, 2009. Retrieved 2009-05-05.
  69. ^ Schurig, D.; et al. (2006). "Metamaterial Electromagnetic Cloak at Microwave Frequencies". Science. 314 (5801): 977–80. Bibcode:2006Sci...314..977S. doi:10.1126/science.1133628. PMID 17053110.
  70. ^ "Experts test cloaking technology". BBC News. 2006-10-19. Retrieved 2008-08-05.
  71. ^ ". purdue.edu.
  72. ^ Alù, Andrea; Engheta, Nader (2005). "Achieving transparency with plasmonic and metamaterial coatings". Phys. Rev. E. 72 (1): 016623. arXiv:cond-mat/0502336. Bibcode:2005PhRvE..72a6623A. doi:10.1103/PhysRevE.72.016623. PMID 16090123.
  73. ^ Merritt, Richard (January 2009) "Next Generation Cloaking Device Demonstrated: Metamaterial renders object 'invisible'" Archived February 20, 2009, at the Wayback Machine.
  74. ^ A. Y. Modi; M. A. Alyahya; C. A. Balanis; C. R. Birtcher, "Metasurface-Based Method for Broadband RCS Reduction of Dihedral Corner Reflectors with Multiple Bounces," in IEEE Transactions on Antennas and Propagation, vol.67, no.12, pp. -, Dec. 2019. DOI:10.1109/TAP.2019.2940494 10.1109/TAP.2019.2940494
  75. ^ A. Y. Modi; C. A. Balanis; C. R. Birtcher; H. Shaman, "New Class of RCS-Reduction Metasurfaces Based on Scattering Cancellation Using Array Theory," in IEEE Transactions on Antennas and Propagation, vol.67, no.1, pp. 298-308, Jan. 2019. DOI:10.1109/TAP.2018.2878641 10.1109/TAP.2018.2878641
  76. ^ Modi, Anuj Y.; Balanis, Constantine A.; Birtcher, Craig R.; Shaman, Hussein N. (2017). "Novel Design of Ultrabroadband Radar Cross Section Reduction Surfaces Using Artificial Magnetic Conductors". IEEE Transactions on Antennas and Propagation. 65 (10): 5406–5417. Bibcode:2017ITAP...65.5406M. doi:10.1109/TAP.2017.2734069.
  77. ^ MarÃ; de Cos, Elena; Alvarez Lopez, Yuri; Las-Heras, Fernando (2010). "A novel approach for RCS reduction using a combination of artificial magnetic conductors". Progress in Electromagnetics Research. 107: 147–159. doi:10.2528/PIER10060402.
  78. ^ Li, Yongfeng; Zhang, Jieqiu; Qu, Shaobo; Wang, Jiafu; Chen, Hongya; Xu, Zhuo; Zhang, Anxue (2014). "Wideband radar cross section reduction using two-dimensional phase gradient metasurfaces". Applied Physics Letters. 104 (22): 221110. Bibcode:2014ApPhL.104v1110L. doi:10.1063/1.4881935.
  79. ^ Yu, Nanfang; Genevet, Patrice; Kats, Mikhail A.; Aieta, Francesco; Tetienne, Jean-Philippe; Capasso, Federico; Gaburro, Zeno (October 2011). "Light Propagation with Phase Discontinuities: Generalized Laws of Reflection and Refraction". Science. 334 (6054): 333–7. Bibcode:2011Sci...334..333Y. doi:10.1126/science.1210713. PMID 21885733.
  80. ^ Johnson, R. Colin (2009-07-23). "Metamaterial cloak could render buildings 'invisible' to earthquakes". EETimes.com. Retrieved 2009-09-09.
  81. ^ Barras, Colin (2009-06-26). "Invisibility cloak could hide buildings from quakes". New Scientist. p. 1. Retrieved 2009-10-20.
  82. ^ "Wrinkled metamaterials for controlling light and sound propagation". KurzweilAI. 2014-01-28. Retrieved 2014-04-15.
  83. ^ Rudykh, S.; Boyce, M. C. (2014). "Transforming Wave Propagation in Layered Media via Instability-Induced Interfacial Wrinkling". Physical Review Letters. 112 (3): 034301. Bibcode:2014PhRvL.112c4301R. doi:10.1103/PhysRevLett.112.034301. hdl:1721.1/85082. PMID 24484141.
  84. ^ Shore, R. A.; Yaghjian, A. D. (2007). "Traveling waves on two- and three-dimensional periodic arrays of lossless scatterers". Radio Science. 42 (6): RS6S21. Bibcode:2007RaSc...42.6S21S. doi:10.1029/2007RS003647.
  85. ^ Li, Y.; Bowler, N. (2012). "Traveling waves on three-dimensional periodic arrays of two different magnetodielectric spheres arbitrarily arranged on a simple tetragonal lattice". IEEE Transactions on Antennas and Propagation. 60 (6): 2727–39. Bibcode:2012ITAP...60.2727L. doi:10.1109/tap.2012.2194637.
  86. ^ MURI metamaterials, UC Berkely (2009). "Scalable and Reconfigurable Electromagnetic Metamaterials and Devices". Retrieved 2009-12-08.
  87. ^ U.S. Department of Defense, Office of the Assistant Secretary of Defense (Public Affairs) (2009-05-08). "DoD Awards $260 Million in University Research Funding". DoD. Archived from the original on March 2, 2010. Retrieved 2009-12-08.
  88. ^ Tretyakov, Prof. Sergei; President of the Association; Dr. Vladmir Podlozny; Secretary General (2009-12-13). "Metamorphose" (See the "About" section of this web site for information about this organization.). Metamaterials research and development. Metamorphose VI. Retrieved 2009-12-13.
  89. ^ de Baas, A. F.; J. L. Vallés (2007-02-11). "Success stories in the Materials domain" (PDF). Metamorphose. Networks of Excellence Key for the future of EU research: 19. Retrieved 2009-12-13.

روابط خارجية

تقدر حتى تجد معلومات أكثر عن مادة خارقة عن طريق البحث في مشاريع الفهم:

تعريفات قاموسية في ويكاموس
خط من فهم الخط
اقتباسات من فهم الاقتباس
نصوص مصدرية من فهم المصادر
صور وملفات صوتية من كومونز
أخبار من فهم الأخبار.

  • Media related to Metamaterials at Wikimedia Commons
تاريخ النشر: 2020-06-09 07:04:52
التصنيفات: CS1: long volume value, CS1 maint: multiple names: authors list, CS1 الإنجليزية-language sources (en), Webarchive template wayback links, All articles with unsourced statements, Articles with unsourced statements from May 2019, Articles with invalid date parameter in template, Articles with unsourced statements from January 2010, Articles with unsourced statements from January 2011, Articles with unsourced statements from March 2019, Articles with unsourced statements from January 2014, ميكانيكا الاستمرارية, Electromagnetism, Metamaterials, مقالات تحتوي مقاطع ڤيديو

مقالات أخرى من الموسوعة

سحابة الكلمات المفتاحية، مما يبحث عنه الزوار في كشاف:

آخر الأخبار حول العالم

وزيرة التجارة تعلن حظر تصدير 3 سلع جديدة

المصدر: المصريون - مصر التصنيف: غير مصنف
تاريخ الخبر: 2022-03-12 15:21:22
مستوى الصحة: 60% الأهمية: 61%

أسعار بورصة الدواجن اليوم السبت 12 مارس 2022

المصدر: موقع الدستور - مصر التصنيف: سياسة
تاريخ الخبر: 2022-03-12 15:21:10
مستوى الصحة: 60% الأهمية: 51%

خطوات التسجيل بموقع صندوق الإسكان الاجتماعى

المصدر: موقع الدستور - مصر التصنيف: سياسة
تاريخ الخبر: 2022-03-12 15:21:09
مستوى الصحة: 52% الأهمية: 66%

المحبة‏ ‏لا‏ ‏تسقط‏ ‏أبدا

المصدر: وطنى - مصر التصنيف: غير مصنف
تاريخ الخبر: 2022-03-12 15:21:16
مستوى الصحة: 57% الأهمية: 70%

«زواجي من محمد سعد شائعة».. أبرز تصريحات نيفين مندور في أحدث ظهور لها

المصدر: موقع الدستور - مصر التصنيف: سياسة
تاريخ الخبر: 2022-03-12 15:21:09
مستوى الصحة: 46% الأهمية: 61%

سر عبقرية أم كلثوم ونصيب عماد أرنست في معرض بمركز محمود مختار

المصدر: موقع الدستور - مصر التصنيف: سياسة
تاريخ الخبر: 2022-03-12 15:21:12
مستوى الصحة: 52% الأهمية: 56%

توقف‏ ‏المعاش‏ ‏وتضاعفت‏ ‏المعاناة

المصدر: وطنى - مصر التصنيف: غير مصنف
تاريخ الخبر: 2022-03-12 15:21:15
مستوى الصحة: 54% الأهمية: 53%

تموين الإسكندرية: مصادرة أرز ودقيق مجهولين المصدر

المصدر: وطنى - مصر التصنيف: غير مصنف
تاريخ الخبر: 2022-03-12 15:21:15
مستوى الصحة: 52% الأهمية: 57%

المصري يواجه أوتوهو غدا على ستاد برج العرب بالكونفيدرالية

المصدر: وطنى - مصر التصنيف: غير مصنف
تاريخ الخبر: 2022-03-12 15:21:17
مستوى الصحة: 51% الأهمية: 68%

«التوعية بالتغيرات المناخية».. ندوة بالمجلس الأعلى للثقافة اليوم

المصدر: موقع الدستور - مصر التصنيف: سياسة
تاريخ الخبر: 2022-03-12 15:21:12
مستوى الصحة: 45% الأهمية: 65%

الأنبا إيلاريون يجتمع مع قادة “مفوضية قطاع غرب الإسكندرية”

المصدر: وطنى - مصر التصنيف: غير مصنف
تاريخ الخبر: 2022-03-12 15:21:17
مستوى الصحة: 45% الأهمية: 54%

رسامة وترقية 25 شماس بإيبارشية دشنا

المصدر: وطنى - مصر التصنيف: غير مصنف
تاريخ الخبر: 2022-03-12 15:21:16
مستوى الصحة: 46% الأهمية: 67%

مرصد الكهرباء: أقصى حمل مسائي اليوم لـ26 ألفًا و400 ميجاوات

المصدر: موقع الدستور - مصر التصنيف: سياسة
تاريخ الخبر: 2022-03-12 15:21:08
مستوى الصحة: 51% الأهمية: 58%

«الأوقاف» تقرر غلق مسجد الحسين

المصدر: المصري اليوم - مصر التصنيف: غير مصنف
تاريخ الخبر: 2022-03-12 15:21:18
مستوى الصحة: 48% الأهمية: 69%

تحميل تطبيق المنصة العربية