“隱形斗篷”或很快能成為現實:科學家找到昂貴超材料的替代品

隱形裝置可能很快就不再是科幻小說中的內容。由來自中國廈門大學的研究人員Huanyang Chen和Qiaoliang Bao在De Gruyter雜誌《Nanophotonics》上發表的一項新研究表明,在新興的新型光學設備技術中,可以使用三氧化鉬(a-MoO3)材料來取代昂貴且難以生產的超材料。

“隱形斗篷”或很快能成為現實:科學家找到昂貴超材料的替代品

隱形斗篷的想法可能聽起來更像是魔術而不是科學,但研究人員目前正在努力生產能以這樣一種方式散射和彎曲光線的設備從而產生隱形的效果。

截止到目前,這些設備依靠的都是超材料–一種經過特殊設計的材料,它擁有自然發生的物質或該材料的單個顆粒中所沒有的新特性–但Chen他們的研究卻建議使用a-MoO3來製造這些隱形設備。

這種擁有一些獨特屬性的材料可以為控制能量流提供一個很好的平台。該團隊的模擬結果顯示,當圓柱形或捲起的a-MoO3材料取代超材料時,簡化的隱形集中器可以獲得電磁隱形和能量集中的效果,這將是一個近乎完美的隱形裝置所展示的效果。

因此,這項研究表明,雙曲材料如a-MoO3和五氧化二釩(V2O5)可以作為轉化光學的新基礎、為隱形聚光器以外的光子設備提供了可能性–包括改進的紅外成像和檢測系統。

近幾十年來,變換光學一直是物理學的一個熱門話題,這要歸功於一個發現,即光在連續介質中的路徑可以跟它在經歷了坐標變換的彎曲空間中的傳播相同。

這樣做的結果是,當光通過一種材料時,它的行為可以被操縱,這也就能促成許多新型光學設備的產生,如隱形斗篷–一種可以覆蓋一個物體並使其周圍的光線發生彎曲的偽裝材料進而使其幾乎消失–以及其他光學幻覺設備。

“這是第一次將二維材料用於變換光學裝置。通常情況下,我們需要超材料,但這要簡單得多,”Chen說道。這位研究人員繼續解釋稱,這項研究結果的第一個應用可能是一個能改進此類設備的大尺寸能量集中器。

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