登录注册   忘记密码

来自意大利和俄罗斯高校的研究人员开发了一种新型超材料,可提高光学和生物医学应用中纳米传感器的准确性

来自意大利都灵理工学院和俄罗斯国家研究型工艺技术大学的研究人员开发了一种新型超材料,可以通过掩盖外部辐射来提高光学和生物医学应用中纳米传感器的准确性。

TIM截图20180831145746.png

图为元分子的可视化结构示意图,由一个PEC圆柱体和四个介电圆柱体组成。P代表导体的电偶极矩,T代表介电涂层的环形力矩


超材料原型

意大利都灵理工学院和俄罗斯国家研究型工艺技术大学(NUST MISIS)的研究人员模拟并制作了一个超材料原型,用于在未覆盖的THz频率范围内制作纳米级物体。对于他们的模型,研究人员使用由完美导电体(PEC)制成的半径为2.5μ的圆柱体模仿纳米传感器。由于它是金属的,纳米传感器模型具有非常高的波散射,允许研究人员最大可能的进行再辐射水平的计算。


新超材料的关键元素是由四个介电钽酸锂(LiTaO3)圆柱体组成的超分子,每个圆柱体的半径为5μm。当用作纳米传感器的涂层时,电介质与辐射相互作用,激发非辐射的anapole模式。当彼此分开时,所有元素都会辐射并扭曲电场和磁场(见图2a,b)。但是当元素被一起考虑时,对象变得对外部观察者不可见(参见图2c)。

640.jpg

图为元素的可见辐射示意图,其中(a)是没有涂层的中心元素;(b)是没有中央元件的涂层元件;(c)是分子:涂层中的中心元素


应用

研究人员说,根据应用领域,可以考虑除LiTaO3之外的其他材料。例如,在纳米光学中,有可能使用硅和锗,而在生物医学传感器中,生物相容性氯化钠可能是替代品。


下一步研究

该研究的下一阶段将涉及所提出的体外结构原型的实验表征。研究人员还对通过使用适当材料(例如石墨烯)以及仅在特定波长和/或入射角下透明的几何排列创建的配置感兴趣。研究团队为自己设定的挑战是开发一种可用于模拟和组装超材料的理论,这些材料将在所有波长和任何角度隐藏纳米级物体。

您的评论:

0

用户评价

  • 暂无评论