Una corriente eléctrica no solo calentará un metamaterial híbrido, sino que también provocará que cambie de estado y se desvanezca en el fondo como un camaleón en lo que puede ser la prueba de concepto del primer dispositivo de metamaterial o metadispositivo controlable, segúna un equipo de ingenieros.
"El trabajo de metamateriales anteriores se centró principalmente en encubrir objetos para que fueran invisibles en la frecuencia de radio u otras frecuencias específicas", dijo Douglas H. Werner, John L. y Genevieve H. McCain, profesor titular de ingeniería eléctrica, Penn State. "Aquíno estamos tratando de hacer que algo desaparezca, sino de hacer que se mezcle con el fondo como un camaleón y estamos trabajando en longitudes de onda ópticas, específicamente en el infrarrojo ".
Los metamateriales son materiales compuestos sintéticos que poseen cualidades que no se ven en los materiales naturales. Estos compuestos derivan su funcionalidad por su estructura interna más que por su composición química. Los metamateriales existentes tienen propiedades electromagnéticas o acústicas inusuales. Los metadispositivos toman metamateriales y hacen algo de interéso valor como lo hace cualquier dispositivo.
"La clave de este metamaterial y metadispositivo es el dióxido de vanadio, un cristal de cambio de fase con una transición de fase que se desencadena por las temperaturas creadas por una corriente eléctrica", dijo Lei Kang, investigador asociado en ingeniería eléctrica, Penn State.
El metamaterial está compuesto por una capa base de oro lo suficientemente gruesa como para que la luz no pueda pasar a través de ella. Una capa delgada de dióxido de aluminio separa el oro de la capa activa de dióxido de vanadio. Otra capa de dióxido de aluminio separa el vanadio de un oro.capa estampada que está unida a una fuente eléctrica externa. La geometría de la pantalla de malla estampada controla el rango de longitud de onda funcional. La cantidad de corriente que fluye a través del dispositivo controla el efecto de calentamiento Joule, el calentamiento debido a la resistencia.
"El metadispositivo propuesto integrado con nuevos materiales de transición representa un gran paso adelante al proporcionar un enfoque universal para crear sistemas nanofotónicos autosuficientes y altamente versátiles", dijeron los investigadores en la edición de hoy 27 de octubre de Comunicaciones de la naturaleza .
Como prueba de concepto, los investigadores crearon un dispositivo de .035 pulgadas por .02 pulgadas y cortaron las letras PSU en la capa de malla dorada para que el dióxido de vanadio apareciera. Los investigadores fotografiaron el dispositivo usando una cámara infrarroja a 2.67 micras.Sin ninguna corriente que fluya a través del dispositivo, la fuente de alimentación se destaca como altamente reflectante. Con una corriente de 2.03 amperios, la fuente de alimentación se desvanece en el fondo y se vuelve invisible, mientras que a 2.20 amperios, la fuente de alimentación es claramente visible pero el fondo se ha vuelto altamente reflectante.
La respuesta del dióxido de vanadio se puede ajustar alterando la corriente que fluye a través del dispositivo. Según los investigadores, el dióxido de vanadio puede cambiar de estado muy rápidamente y es la configuración del dispositivo la que limita la sintonización.
También trabajando en este proyecto estaban Liu Liu, recién graduada de doctorado ahora en Intel y Theresa S. Mayer, vicepresidenta de investigación e innovación, Virginia Tech.
La National Science Foundation financió parcialmente este trabajo.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Estado Penn . Original escrito por A'ndrea Elyse Messer. Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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