Нанотехнологическое сообщество Нанометр, все о нанотехнологиях
на первую страницу Новости Публикации Библиотека Галерея Сообщество Объявления Олимпиада ABC О проекте
 
  регистрация
помощь
 
Рис. 1. a, b - схемы и микрофотографии образца в исходном (a) и напряженном (b) состоянии. с - различные типы резонаторов, исследованные в работе
Рис. 2. Микрофотографии и зависомости коэффициента отражения от длины волны для различных типов резонаторов: исходные, напряженные и релаксированные состояния. (при деформации меньше 10% спектр возвращается к исходному состоянию по причине упругости деформации)
Рис. 3. Зависимости показателя качества (Figure of Merit, FOM) от деформации для разных типов резонаторов при различных направлениях приложения деформации. Также приведены поля возмущения (под соответствующими графиками деформация - FOM).
Рис. 4. Усиление сигнала на частоте колебания С-Н связи (3,37 микрон)

Не тяните резину с фотоникой!

Ключевые слова:  метаматариалы

Опубликовал(а):  Бородинов Николай Сергеевич

28 сентября 2010

В современном материаловедении особую роль играет умение находить изящные и остроумные решения технологических задач. Поиск новых материалов, их улучшение и оптимизация оказываются сопряжены с необходимостью применить новую идею, или, как в поговорке, хорошо забытую старую.

Вот хороший пример. Метаматериалы – это оптические (композитные по классификации материаловедов) материалы, свойства которых, как и свойства любого композита, значительно отличаются от свойств составляющих его компонентов. Например, появляется резонансная частота отражения, и благодаря ей метаматериал может быть применен в различных оптических схемах и устройствах. В свою очередь, возможность контролируемо менять резонансную частоту открывает перед материалом еще большие перспективы практического применения.

Группа ученых из Калифорнии применила необычный, но довольно логичный в своей сущности подход: нанести отдельные "резонаторы" на эластичную подложку, и за счет изменения взаимодействия между ними и изменения внутренней структуры изменить оптические характеристики.

На рис.1ab приведена микрофотография такого метаматериала, и на ней отчетливо видно изменение внутренней структуры резонатора. По сути, единичный резонатор – это CL – электрическая цепь, и при изменении геометрии резонатора, меняется емкость контактов (за счет изменения зазора) и индуктивность контура (за счет удлинения контура). Впрочем, исследователи не ограничились одной формой резонаторов – были применены 4 типа резонаторов, приведенные на рис. 1c.

В силу различной геометрии, эти резонаторы по-разному откликаются на приложение механического напряжения. На рис.2 приведены зависимости частота ( или длина волны – шкала внизу) – коэффициент отражения. При увеличении деформации сдвиг резонансной частоты увеличивается, а при снятии напряжения происходит релаксация, которую можно также отследить по микрофотографиям (удаление элементов резонаторов друг от друга).

Возникает закономерный вопрос – как же оценить качество того или иного резонатора? Для этого вводится специальное число – показатель качества (в оригинале - Figure of Merit. FOM), которое вычисляется как отношение величины сдвига данного образца при данной величине деформации к полуширине резонансного пика. Эти зависимости приведены на рис.3, и можно наглядно видеть, как по-разному резонаторы могут откликаться на деформацию (важно отметить, что полуширина остается постоянной, т.е. изменение показателя качества характеризует относительную величину сдвига). В качестве демонстрации возможностей нового метаматериала было измерено усиление сигнала на частоте колебания С-Н связи (3,37 микрон) (приведено на рис.4).

Таким образом, резонансная частота этого метаматериала может быть изменена в пределах 400 нм, что позволяет создавать устройства с перестраиваемой резонансной частотой, а также варьировать резонансную частоту в процессе изготовления просто при помощи контролируемой деформации образца.

Оригинальная статья "Highly Strained Compliant Optical Metamaterials with Large Frequence Tunability" была опубликована в Nanoletters 21 сентября 2010 года


Источник: Nanoletters



Комментарии


Но вообще, идея не новая.
Это даже Напольский делал
Трусов Л. А., 03 октября 2010 20:45 
несомненно, наша лаборатория находится на острие науки
Владимир Владимирович, 03 октября 2010 20:52 
...наша лаборатория находится на острие...
и тянет резину?

Для того чтобы оставить комментарий или оценить данную публикацию Вам необходимо войти на сайт под своим логином и паролем. Зарегистрироваться можно здесь

 

Нанобумеранги
Нанобумеранги

Приглашение на международную конференцию «Сканирующая зондовая микроскопия для биологических систем»
НТ-МДТ Спектрум Инструментс совместно с НИТУ «МИСиС» и компанией ICAPPIC рады пригласить Вас на международную школу-конференцию «Сканирующая зондовая микроскопия для биологических систем» 27-28 ноября 2019 года

Наносистемы: физика, химия, математика (2019, том 10, № 5)
Опубликован новый номер журнала "Наносистемы: физика, химия, математика". Ознакомиться с его содержанием, а также скачать необходимые Вам статьи можно по адресу: http://nanojournal.ifmo.ru/articles/volume10/10-5
Там же можно скачать номер журнала целиком.

Заочный тур по комплексу предметов наноолимпиады открыт
Опубликованы задания заочного тура для школьников 7 - 11 классов по комплексу предметов "химия, физика, математика, биология" XIV Всероссийской Интернет-олимпиады по нанотехнологиям "Нанотехнологии - прорыв в будущее!".

Лекция про Дмитрия Ивановича и Наномир на Фестивале науки
Е.А.Гудилин и др., Фестиваль науки
В дни Фестиваля науки «NAUKA 0+» на Химическом факультете МГУ ведущие ученые познакомили слушателей с самыми современными достижениями химии. Ниже приводится небольшой фоторепортаж 1 дня и расписание лекций.

Как правильно заряжать аккумулятор?
Д. М. Иткис
Химик Даниил Иткис о том, как правильно заряжать аккумуляторы гаджетов и почему телефон выключается на холоде

Постлитийионные аккумуляторы
В. А. Кривченко
Физик Виктор Кривченко о перспективных видах аккумуляторов, фундаментальных проблемах в производстве литий-серных источников тока и преимуществах постлитийионных аккумуляторов

Технонано

Технопредпринимательство - идея, которая принесет свои плоды при бережном культивировании и взращивании. И наша наноолимпиада, и Наноград от Школьной Лиги РОСНАНО, и проект Стемфорд, и другие замечательные инициативы - важные шаги на пути реализации этой и других идей, связанных с развитием новых высоких технологий в нашей стране и привлечением молодых талантов в эту вполне стратегическую область. Ниже приведен небольшой опрос, который позволит и нам, и вам понять, а что все же значит этот модный термин, и какова его суть.

Технопредпринимательство на марше

Мы традиционно просим вас высказать свои краткие суждения по вопросу технопредпринимательства и проектной деятельности школьников. Для нас очевидно, что под технопредпринимательством и под проектной деятельностью школьников каждый понимает свое, но нам интересно ваше мнение, заодно вы сможете увидеть по мере прохождения опроса, насколько оно совпадает или отличается от мнения остальных. Ждем ваших ответов!

О наноолимпиаде замолвите слово...

Прошла XII Всероссийская олимпиада "Нанотехнологии - прорыв в Будущее!" Мы надеемся, что нам для улучшения организации последующих наноолимпиад поможет электронное анкетирование. Мы ждем Ваших замечаний, пожеланий, предложений. Спасибо заранее!



 
Сайт создан в 2006 году совместными усилиями группы сотрудников и выпускников ФНМ МГУ.
Сайт модернизирован для ресурсной поддержки проектной деятельности учащихся в рамках ГК 16.647.12.2059 (МОН РФ)
Частичное или полное копирование материалов сайта возможно. Но прежде чем это делать ознакомьтесь с инструкцией.