DÜNYANIN İLK METAL OLMAYAN ELEKTROMANYETİK META MALZEMESİ

    metal olmayan elektromanyetik meta malzeme

    Bu yeni metal olmayan meta malzeme her silindiri, bor katkılı silikondan yapılmıştır ve elektromanyetik dalgaları emmek için özel olarak uyarlanmıştır.

         Duke Üniversitesi'ndeki elektrik mühendisleri dünyanın ilk elektromanyetik meta malzemesini metal olmadan üretti. Cihazın ısınmadan elektromanyetik enerjiyi emme yeteneği, görüntüleme, algılama ve aydınlatma için doğrudan uygulamalara sahiptir.

         Meta malzemeler, doğada bulunmayan özellikleri birlikte üreten birçok bireysel, mühendislik özellikli sentetik malzemelerdir. Binlerce küçük elektrik hücresinden yapılmış düz bir yüzeyden geçen bir elektromanyetik dalganın olduğunu hayal edin. Araştırmacılar, dalgayı spesifik bir şekilde manipüle etmek için her hücrenin ayarını yapabilirse, dalganın bir bütün olarak nasıl davrandığını dikte edebilirler.

         Bununla birlikte, araştırmacıların elektromanyetik dalgaları manipüle etmesi için genellikle iletken metaller kullanmak zorunda kalmışlardır. Bununla birlikte, bu yaklaşım metallerin temel bir problemini getirir - elektrik iletkenliği ne kadar yüksek olursa, malzeme o kadar iyi iletir. Ancak bu, sıcaklığa bağlı uygulamalarda kullanımlarını sınırlamaktadır.

         Duke Üniversitesi'ndeki elektrik mühendisleri, yeni bir makalede, tamamen dielektrik (metal olmayan) elektromanyetik meta materyalleri ortaya koyuyor; bu yüzey, terahertz dalgalarını emmek üzere tasarlanmış bir Lego tuğlası yüzeyi gibi silindirlerle sarkıtmış bir yüzey. Bu belirli frekans aralığı kızılötesi dalgalar ile mikrodalgalar arasında bulunurken, yaklaşım elektromanyetik spektrumun hemen her frekansı için geçerli olmalıdır. (Sonuçlar, 9 Ocak'ta Optics Express dergisinde çevrimiçi olarak yayınlandı.)

         Duke Üniversitesi'ndeki elektrik ve bilgisayar mühendisliği profesörü Willie Padilla, şunları söyledi: “Daha önce bu tür cihazları üretildi, ancak dielektrikler ile daha önce yapılmış girişimler daha çok metaller kullanılarak yapılmıştır. Teknolojiyi hala optimize etmeye ihtiyacımız var, ancak birkaç uygulamaya giden yol, metal tabanlı yaklaşımlardan çok daha kolay.”

         Padilla ve meslektaşları, meta mealzemelere bor katkılı silisyum (metal olmayan) eklendi. Bilgisayar simülasyonlarını kullanarak, terahertz dalgalarının değişik yükseklik ve genişlikteki silindirlerle nasıl etkileşeceğini hesapladılar. Ardından araştırmacılar düz bir yüzey üzerinde sıraya dizilmiş bu optimize edilmiş silindirlerden yüzlerce oluşan bir prototip üretti. Fiziksel testler, yeni 'meta yüzeyin' 1. 011 terahertz'teki dalgalar tarafından üretilen enerjinin yüzde 97.5'ini emdiğini gösterdi.

         Elektromanyetik dalgalardan verimli bir şekilde enerji emen birçok uygulama için önemli bir özelliktir. Örneğin, termal görüntüleme aygıtları terahertz aralığında çalışabilir, ancak daha önce en azından bazı metal içerdikleri için, keskin görüntüler elde etmek zor olmuştur.

         Padillanın araştırmacılarından doktora öğrencisi olan Xinyu LiuIsı; “ısı metallerde hızla yayılır, bu da termal görüntüleyiciler için sorun teşkil eder. İmalat sırasında metali izole etmek için hileler var, ancak bu hantal ve pahalıya mal oluyor” dedi.

    metal olmayan elektromanyetik meta malzeme

         Yeni teknoloji için bir diğer potansiyel uygulama verimli aydınlatma. Akkor ampuller ışığı oluşturur, ancak aynı zamanda önemli miktarda boşa harcanmış ısı oluştururlar. Çoğu metalin erime noktasından çok daha yüksek olan ışık üretmek için yüksek sıcaklıklarda çalışmalıdırlar.

         Padilla; “Isı üretmeksizin ışığı yaymak için tasarlanmış bir dielektrik meta yüzey üretebiliriz. Bunu metal temelli meta materyallerle zaten yapabildiyse de, her şeyin çalışması için yüksek sıcaklıkta çalışmanız gerekir. Dielektrik materyallerin erime noktaları metallerden çok daha yüksektir ve şimdi bu teknolojiyi bir aydınlatma sistemini göstermek için kızıl ötesine taşımaya çalışıyoruz” dedi.

    Çeviri: Celal DEMİRTAŞ

    Kaynak:https://phys.org/news/2017-01-absorbing-electromagnetic-energy.html

    Daha fazla bilgi: Xinyu Liu ve ark., Terahertz all-dielektrik meta yüzey emici, Optics Express (2017) deneysel gerçekleştirilmesi. DOI: 10. 1364 / OE. 25. 000191

    Provided by: Duke Institute

    Yayınlama tarihi: 29.01.2017

.
.