超材料介绍
超材料1
1.什么是超材料
3.隐身技术
什么是超材料？
什么是超材料？
• “超材料（metamaterial）”指的是一些具有人工设计的结构并呈现出天然 材料所不具备的超常物理性质的复合材料[1] 。“超材料”（Metamaterial） 是21世纪以来出现的一类新材料，其具备天然材料所不具备的特殊性质，而 且这些性质主要来自人工的特殊结构[1] 。 超材料的设计思想是新颖的，这一思想的基础是通过在多种物理结构上的设 计来突破某些表观自然规律的限制，从而获得超常的材料功能。超材料的设 计思想昭示人们可以在不违背基本的物理学规律的前提下，人工获得与自然 界中的物质具有迥然不同的超常物理性质的“新物质”，把功能材料的设计 和开发带入一个崭新的天地[1] 。 典型的“超材料”有：“左手材料”、光子晶体、“超磁性材料”[1] 、“金 属水”。
6、光操纵材料
• 6、光操纵材料 光操纵超材料的纳米结构能够以特定的方式对光 线进行散射，它或许真的可以让物体隐形。根据 制作方式和材料的不同，超材料还能散射微波、 无线电波、和不太为人所知的T射线。实际上，任 何一种电磁频谱都能被超材料所控制。
超材料在隐形方面的应用
• 视频
隐形斗篷
• 斯坦福大学的团队设计了一种新型的 超材料，其结构优势允许材料有效处 理多种颜色下的电场和磁场。材料中 使用到的技术叫做“保角变换”（又 称保角映射），根据材料的属性，可 以把一个二维材料“折叠”成一个三 维纳米级的对象，形状就像一弯新月， 但是保留了那些光的原始性质。 新的斯坦福超材料由一个三维周期性 阵列组成，来源于三种人工的纳米粒 子。进入到可见光的时候，材料会显 示出负折射指数（光会朝着相反的方 向折射）的特性，比如可以把蓝色变 成红色。实验的结果证明，除了那些 非常极端的可见光谱，一般的光谱都 可以成功进行负折射。 经过后续的一些调整处理后，这个材 料将会对整个可见光谱的作用非常大， 斯坦福大学表示，基于这个原理某一 天制造真正的隐形斗篷将是非常容易 的。
cst仿超材料入门书
cst仿超材料入门书CST仿超材料入门书引言超材料（metamaterial）是一种具有特殊结构的人工合成材料，可以在电磁波、声波等波动过程中表现出非常特殊的性质。
CST仿超材料入门书旨在介绍使用CST Studio Suite仿真软件来设计和分析超材料的基本原理和方法。
第一章：超材料概述1.1 超材料的定义与特点超材料是一种由人工合成的材料，具有非常特殊的电磁特性。
与自然材料不同，超材料的性质由其微观结构决定，而非材料本身的化学成分。
超材料具有负折射、负折射率、吸收/反射/透射特性控制等独特特点。
1.2 超材料的应用领域超材料在电磁波领域有广泛的应用，如天线设计、隐身技术、超透镜、频率选择表面等。
此外，超材料在声波、热传导等领域也具有潜在的应用前景。
第二章：CST Studio Suite简介2.1 CST Studio Suite概述CST Studio Suite是一款广泛应用于电磁场仿真的软件套件，由CST公司开发。
它提供了强大的仿真和分析工具，可以帮助工程师设计和优化电磁设备和超材料。
2.2 CST Studio Suite的基本操作CST Studio Suite具有友好的用户界面和丰富的功能模块，包括建模、网格划分、求解器设置和结果分析等。
本章将介绍CST Studio Suite的基本操作，帮助读者熟悉软件的使用。
第三章：超材料建模与仿真3.1 超材料建模方法超材料的建模是仿真的基础，本节将介绍超材料建模的方法，包括单元法、周期性边界条件和等效介质模型等。
3.2 CST Studio Suite中的超材料建模CST Studio Suite提供了多种建模工具和库，可用于超材料的建模。
本节将介绍如何使用CST Studio Suite进行超材料的建模，并给出几个实例进行演示。
第四章：超材料的电磁性质分析4.1 超材料的电磁特性分析方法超材料的电磁特性分析是设计超材料的关键步骤。
本节将介绍超材料的电磁特性分析方法，包括透射、反射、吸收、散射等。
超材料薄层吸波结构_概述及解释说明
超材料薄层吸波结构概述及解释说明1. 引言1.1 概述在当今高科技领域中，电磁波吸收技术一直是一个重要的研究方向。
超材料薄层吸波结构作为一种新兴的吸波材料，因其在宽频段内具有优异的吸收性能和紧凑的结构设计而备受关注。
超材料是由微观单元构成的人工合成材料，其特殊的物理性质使其能够实现不同于自然材料的电磁特性控制和调整。
通过精确设计和调节超材料薄层结构，可以实现对特定频段电磁波的高效吸收。
1.2 文章结构本文将分为五个主要部分进行阐述。
首先是引言部分，概述了超材料薄层吸波结构在电磁波吸收领域中的重要地位，并介绍了文章的整体结构。
接下来是超材料薄层吸波结构解释说明部分，介绍了超材料和薄层吸波结构的基本概念及原理，并探讨了其在不同领域中的应用。
然后是超材料薄层吸波结构的关键要点部分，详细讨论了材料选择和设计考虑因素、吸波机制分析和优化策略以及实验验证与应用展望。
接着是案例研究和实验结果分析部分，通过具体的案例介绍和实验过程描述，对超材料薄层吸波结构的性能进行了评估和分析。
最后是结论与展望部分，总结了本文的主要内容，并提出了进一步研究的方向。
1.3 目的本文旨在概述和解释超材料薄层吸波结构的基本原理和特性，并探讨其在电磁波吸收领域中的应用前景。
通过深入剖析相关关键要点和实验结果，可以为该领域的研究人员提供有价值的参考和指导。
同时，本文也希望通过对该领域已有成果的总结和归纳，为未来进一步深入探索超材料薄层吸波结构提供启示，并引发更广泛、更深入地探讨与研究。
2. 超材料薄层吸波结构解释说明：2.1 超材料概念介绍超材料是一种具有特殊结构的人工合成材料，其具有非常独特的电磁性质。
超材料的特殊性在于它不同于自然界中存在的材料，而是由人工设计和制造的。
它通常由微观结构组成，这些结构可以呈现出优越的传播和控制电磁波的性能。
超材料广泛应用于光学、电子、通信等领域，因为它们可以实现对电磁波的高度精确调控。
2.2 薄层吸波结构原理薄层吸波结构是指将超材料应用于吸收无线电频率或微波频段中的电磁波，并将其转化为其他形式（如热能）以达到消除或减弱反射、散射和传输现象的目标。
超材料的研究及其在电子信息领域中的应用
超材料的研究及其在电子信息领域中的应用随着科技的不断发展，人们对新材料的需求越来越大，而超材料的出现，为材料科学的发展带来了全新的可能性。
超材料是一种不同于传统材料的特殊材料，它具有普通材料所不具备的性质和特点，因此在许多领域中都有广泛的应用。
本文将就超材料的研究和在电子信息领域中的应用进行探讨。
超材料的研究超材料是由超材料结构单元（SRR）组成的，SRR是一种可以设计的人工材料，通常由金属或绝缘材料制成，可以调整其频率特性。
超材料可以通过改变它们的形状、排列和组合来实现所需的性能。
这样，通过一系列的方法，科研人员可以构建具有不同物理特性的超材料，并且为了得到更高的性能，这些超材料可以根据需要进行结构的优化。
超材料中最为重要的结构是金属、绝缘体和电容结构。
实验中发现，超材料可以拥有灵敏的检测功能，因为SRR具有独特的尺寸和形状，可以导致电磁信号的频率特性发生变化。
这就使得SRR可以在不同的频率范围内捕捉信号，展示出特定波长段的超常传输、反射和透射性能。
此外，在国际上，许多科研团队也在探讨超材料的应用，例如磁膜、合金、假超材料等。
超材料在电子信息领域中的应用超材料在电子信息领域中有很广泛的应用，下面将为大家介绍。
1. 超材料的抗干扰性能设想在高密度的电子器件的生产和使用过程中，往往会产生干扰信号，这不仅影响器件本身的工作，还会影响周围的设备。
当超材料在电路中使用时，由于它们具有特殊的电学属性，可以作为低通滤波器来处理电导率和电磁特性。
此外，SRR本身具有极好的特征，可以在不同的环境中检测出信号。
2. 突破信息传输的极限超材料具有超常的传输、反射和透射性能，因此可以将它们用于发射控制和调制。
我们知道，在信息传输中会随着传输距离的增加而逐渐失去能量，而超材料可以借助其物理特性来弥补和增强能量信号的降低。
3. 超材料在太阳能电池中的应用太阳能电池运用背景下，超材料可以用作材料的选择，因为它们可以增强光的吸收，以便转化为电能。
超材料与纳米光学技术的应用前景
超材料与纳米光学技术的应用前景当前，随着科技的高速发展，材料科学和光学技术得到了快速的发展和突破，其中超材料和纳米光学技术被广泛应用于人们的生产和生活领域，取得了显著的成果。
本文将从超材料与纳米光学技术的基本概念、应用场景、未来发展方向等方面，简要分析容这两项技术的应用前景。
一、超材料与纳米光学技术的基本概念超材料和纳米光学技术是新一代的高新技术，它们依靠发展先进材料科学和微纳米加工技术，打造出来的材料和器件，实现了新的物质特性和光学性能，解决了传统材料和器件所无法解决的困难问题。
超材料是由不同材料制成的复合材料，具有特殊的电磁性质和结构特征，如负折射、等效电路、等效介质和等效磁路等等。
而纳米光学技术则是利用纳米尺度的光子材料制造、调控和探测光的过程，利用特殊的折射率和光学吸收率实现光学器件的制造。
二、超材料与纳米光学技术的应用场景在现代科技发展中，超材料与纳米光学技术研究具有广泛的应用场景，如光学通讯、信息技术、太阳电池等领域，已经被广泛地应用。
（一）光学通讯超材料与纳米光学技术被广泛应用于光学通讯领域，取代了传统的铜电缆和光纤线。
其优点是在传输长距离的信号时，光信号不会受到干扰和损失，并且数据传输率非常快。
超材料带来了负的折射率，可以实现光的完全透明和不产生任何光线衍射，同时纳米光学技术能够调控光的频率和相位，实现光的传输，进一步提高了光学通讯的传输效率和传输质量。
（二）信息技术超材料和纳米光学技术在信息技术上的应用也十分广泛。
利用超材料制作的模拟各种体积的非球形介质，能够改变不同波长光的自然折射率，从而可以制作出新的微型光学元器件。
利用纳米光学技术制作出来的各种光学元器件和超材料，如反射器、棱镜、美洛镜和天线等，也可以实现光场控制、分离和结构调控等一系列的功能。
（三）太阳电池光伏电池是太阳能电池的一类，是利用光受激电转换的器件。
超材料和纳米光学技术在太阳电池的制造和应用中扮演着重要的角色。
超材料的制备和性质
超材料的制备和性质随着人们对材料的需求日益增长，研究新型材料的技术也在不断发展。
而超材料则是一种新型的材料，它具有普通材料所没有的特殊性质，如负折射、超长寿命等，因此在行业上得到了广泛应用。
本文将介绍超材料的制备以及其性质。
一、超材料的制备超材料的制备方法可分为两类，第一类是通过选择性激发粒子固定位置，使得材料的微观结构发生改变，这种方法被称为“拓扑设计法”。
第二类则是将两种或多种材料用尺寸相同或不同的结晶制成，使得具有特殊性质的材料得以形成。
其中，拓扑设计法主要包括“等离子体刻蚀法”、“纳米线模板法”和“反射式光纤层压法”等。
这些方法利用了材料微观结构与电磁场的相互作用来设计超材料，可以制备出具有特殊光学性质的材料。
而第二类方法则是通过制备“元材料”来实现。
元材料指的是由多个微观结构单元组成的材料，这些单元可以与特定频率的电磁场发生相互作用，从而表现出一些特殊性质。
一些常用的元材料包括金属纳米球、纳米点、纳米线等。
无论采用哪种方法制备超材料，都需要对材料的微观结构进行精细设计，并且需要进行复杂的制备工艺，所以制备超材料相对来说比较困难。
二、超材料的性质超材料的性质主要是由其微观结构所决定的。
以下是一些常见的超材料性质：1、负折射超材料可以实现负折射，即在光线穿过材料时，光线的折射方向与其到达方向相反。
这意味着超材料可以用来设计透镜等光学元件，从而实现更高的分辨率和更广的波段。
2、超长寿命超材料可以实现超长寿命，即在材料中自行产生电磁场，这种电磁场与材料本身并无关联，并且可以持续很长时间，这使得超材料成为一种重要的电磁波信号捕获材料。
3、高灵敏度超材料可以实现高灵敏度，即与受到材料的电磁波的影响程度很大。
这种性质使得超材料被广泛应用于传感器领域。
4、波长选择性超材料可以实现波长选择性，即在某些波长范围内对材料具有选择性吸收或反射的能力。
这种性质使得超材料被广泛应用于光学滤波器、太阳能电池等领域。
太赫兹超材料超结构
太赫兹超材料超结构太赫兹超材料超结构是一种新型的材料结构，在太赫兹频段具有独特的光学特性，成为研究人员广泛关注的热点领域。
本文将从以下几个方面介绍太赫兹超材料超结构的相关知识。
一、太赫兹超材料超结构的概念太赫兹波段是介于微波和红外之间的电磁辐射频段，在这一频段的能量几乎未被发掘。
而太赫兹超材料超结构就是一种在太赫兹波段中呈现出超材料特性的结构。
超材料是指具有特殊的电磁性质，可使得光线受到阻碍或折射，并通过改变材料的纹理、结构或形状等方式来实现吸收、透射和反射的控制。
太赫兹超材料超结构则是在这一特殊频段内，利用超材料形成特殊的结构。
与一般的超材料不同，太赫兹超材料超结构的特殊结构对太赫兹波有特殊的响应，可以控制太赫兹波浪的传播方向、速度、幅度和极化方向等。
这一特殊的特性可以在安全检测、环境监测、通信、能源等领域得到广泛的应用。
二、太赫兹超材料超结构的制备方法在太赫兹波段中，电磁波长范围处于几百微米至几毫米的数量级。
常规的制备方法难以胜任制备超材料所需要的高精度要求，制备太赫兹超材料超结构更是如此。
因此，制备方法的选择对于太赫兹超材料超结构的制备至关重要。
现阶段，已有多种制备方法被用于太赫兹超材料超结构的制备。
其中，模板法、微纳加工法和自组装法是主要的制备方法。
以模板法为例，其制备流程如下：首先，采用电子束或激光刻蚀等方法在硅基板或其他基底上制造出纳米或亚微米级别的模板。
随后使用沉积、蒸发、溅射等方法，在模板上沉积材料，成为一个厚度均匀的材料薄膜。
最后，通过模板剥离或化学蚀刻等方法将模板剥离或蚀去，就形成了期望的超材料结构。
三、太赫兹超材料超结构的应用太赫兹超材料超结构对于人类的技术变革具有巨大的价值。
由于其在太赫兹波段内的特殊响应，可以在多个领域得到广泛的应用。
下面，介绍其中几个重要的应用领域：1、太赫兹成像：太赫兹波段具有透过许多材料的特性，能够实现在生物组织、化合物、纳米材料等等领域的成像检测。
超材料的研究和应用前景
超材料的研究和应用前景随着科技的不断发展，超材料逐渐成为学界和工业界研究的热点。
超材料以其特殊的物理和化学特性而备受关注。
不同于传统材料，超材料拥有精细的物理结构和微观特性，能够优化材料的性能和特性，满足不同的应用需求。
超材料在电磁波、声波、光学、热学等领域具有广泛的应用，具有较好的市场前景和社会价值。
一、超材料的基础和分类超材料是一种材料，具有优异的物理、化学和机械特性。
超材料的基础是超单元，即远小于波长的微观单元，超单元的精细结构赋予超材料更加复杂的物理特性。
根据超单元的大小、形状和数量等特征，可将超材料分为多个类别。
其中最为常见的是电磁超材料、声学超材料、光学超材料和热学超材料等。
电磁超材料是一种利用微观结构优化电磁响应的材料。
电磁超材料可分为具有反射式的负折射材料和具有透明性的正折射材料两类。
这些材料的折射率、电导率、磁导率等参数往往大于自然常数，因此能够有效地引导和控制电磁波，提高电磁信号的传输速度和质量。
声学超材料是一种用来调节和控制声波传输的材料。
声学超材料通常由有孔质材料、该离子材料、均匀材料以及结构化材料等组成。
声学超材料的声波传输特性受其结构特征、材料组成和声波频率等因素的影响。
利用声学超材料，人们可以制造出具有吸声、隔音、聚焦和反射等多种功能的材料。
光学超材料是一种用来调节和控制光波传输的材料。
光学超材料的光学特性是由其化学成分、微观结构和制备方法等多个因素决定的。
光学超材料可以改变光波的传播方式和传输速度，为光学设备和器件提供更好的性能。
热学超材料是一种利用优异的物理特性调节和控制热能传输的材料。
热学超材料的特性与其微观结构、尺寸和化学组成等密切相关。
利用热学超材料，可以制造出具有优异热障、热传导和隔热性能的材料，可以用于节能、环保和航天等行业。
二、超材料的应用前景超材料具有优异的物理特性和多重功能，为许多领域提供了广泛的应用前景。
以下将具体介绍超材料在电磁波、声波、光学、热学等方面的应用前景。
超材料的研究进展及其应用前景
超材料的研究进展及其应用前景超材料是一种新型材料，由于其独特的物理特性和表现，近年来受到了越来越多科学家的关注和研究。
它是指在纳米尺度下，通过对材料进行精密设计，使得材料在电磁波、热、光等方面表现出超常的特性。
超材料的研究不但能够使我们更好地理解基础科学，同时也拓展了许多实际应用领域的可能性，如电子、计算机、无线通信和太阳能发电等。
本文旨在介绍超材料的研究进展及其应用前景。
一、超材料的物理特性超材料在电磁波方面具有反常的反应能力。
这意味着它可以被设计成有效的控制电磁波的工具，例如，可以制造出可以隐形的材料，或者制造出具有高频射频的电路元件，甚至可以获得极为精密的光学性质。
此外，超材料还具有其他一些特性，如对热、声波、电子和其他物质具有一定的影响效果。
在过去的几十年里，研究人员对超材料的研究进行了大量的工作，目前已经发展出了多种不同的材料和设计方法。
其中，最常用的超材料包括金属和介质的复合材料和微结构物体。
这些超材料可以通过纳米工程等技术来制造，而复合材料的基础建立在晶格断裂和其他材料缺陷建设上。
二、超材料的应用1. 电磁波控制超材料在电磁波控制方面应用广泛。
近年来，科学家们已经成功地利用超材料制造了人造隐身材料，这种材料具有特殊的形状和结构，可以有效地抵消雷达等电磁波。
此外，超材料还可以用于制造高频射频的元器件和天线，从而提高设备的通信性能。
2. 光学器件超材料在光学领域的应用也非常广泛。
例如，利用超材料可以制造出具有负折射率的介质材料，从而实现反射和干涉特性的控制。
这些特性可以被用于设计和制造具有复杂形状和结构的透镜、玻璃等光学器件。
3. 太阳能电池超材料在太阳能电池方面也具有应用前景。
可以利用超材料改变光的吸收和散射特性，从而提高太阳能电池的吸收效率。
此外，超材料还可以被用于制造太阳能电池的组件，如集光器或反射器，从而减少器件的重量和成本。
4. 生物医学超材料在生物医学方面也有着广泛的应用，例如利用超材料可以制造出纳米级别的显微镜和光成像技术，可以更好地观察生物体内的细胞和分子结构。
吸波超材料在science上的文章
吸波超材料在science上的文章引言吸波超材料是一种具有特殊电磁波吸收性能的材料，近年来在科学研究领域引起了广泛关注。
本文将介绍吸波超材料的概念、原理、应用以及在科学研究中发表的相关文章。
概念和原理吸波超材料的定义吸波超材料是一种具有特殊结构的材料，能够有效地吸收和消散电磁波。
它通过调节材料内部的微观结构和组分，实现对电磁波能量的选择性吸收和散射。
吸波超材料的原理吸波超材料的吸波效应主要是利用其特殊结构实现的。
这些结构包括金属纳米颗粒、碳纳米管、纳米线等。
当电磁波入射到吸波超材料表面时，这些微观结构会与电磁波的场强相互作用，导致电磁波的能量被有效吸收。
吸波超材料的结构参数可以通过调节来实现对不同频率电磁波的选择性吸收。
应用领域吸波超材料在科学研究领域已经有了广泛的应用。
以下是一些典型的应用领域：电磁波吸收材料吸波超材料作为优秀的电磁波吸收材料被广泛应用在电子设备、通信系统、雷达系统等领域。
它们能够有效地吸收无线电频段的电磁波，提高电磁波传输的效率和安全性。
隐身技术吸波超材料的高吸收能力使其在隐身技术中起着重要作用。
利用吸波超材料，人们可以制造出能够吸收雷达波的隐身材料，降低目标物体的雷达反射截面积，提高隐身效果。
传感器由于吸波超材料对电磁波的敏感性，它们在传感器领域也有着广泛的应用。
利用吸波超材料制成的传感器可以对电磁波进行高灵敏度的检测和测量，用于环境监测、无线通信等领域。
相关文章吸波超材料的研究在科学领域取得了丰硕的成果，下面列举了一些在S c ie nc e杂志上发表的相关文章："基于二维石墨烯纳米结构的吸波超材料设计"1.该文章介绍了一种基于二维石墨烯纳米结构的吸波超材料设计方法。
研究人员成功地通过调节石墨烯结构和组分，实现了对特定频率电磁波的高效吸收，为吸波超材料在通信和隐身技术中的应用提供了新思路。
"金属纳米颗粒阵列的多波段吸波超材料研究"2.该研究团队通过设计金属纳米颗粒阵列结构，实现了对多波段电磁波的吸收。
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超材料
摘要：
“Metamaterial”是21世纪物理学领域出现的一个新的学术词汇，近年来经常出现在各类
科学文献。拉丁语“meta-”，可以表达“超出…、亚…、另类”等含义。对于metamaterial
一词，目前尚未有一个严格的、权威的定义，各种不同的文献上给出的定义也各不相同。但
一般文献中都认为metamaterial是“具有天然材料所不具备的超常物理性质的人工复合结
构或复合材料”。
超材料-概念
美国科学家研制出超材料
“超材料"是指一些具有天然材料所不具备的超常物理性质的人工复合结构或复合材料。通
过在材料的关键物理尺度上的结构有序设计，可以突破某些表观自然规律的限制，从而获得
超出
自然界固有的普通性质的超常材料功能。
迄今发展出的“超材料”包括：“左手材料”、光子晶体、“超磁性材料”等。“左手材料”是
一类在一定的频段下同时具有负的磁导率和负的介电常数的材料系统(对电磁波的传播形成
负的折射率)。近一两年来“左手材料”引起了学术界的广泛关注，曾被美国
《科学》杂志
评为2003年的"年度十大科学突破"之一。
但是"超材料"这一新的观念尚未被学术界，特别是材料学界完全接受。不过，作为一种材料
设计理念，已开始为越来越多的学者所关注。
超材料-特征
metamaterial重要的三个重要特征：
（1）metamaterial通常是具有新奇人工结构的复合材料；
（2）metamaterial具有超常的物理性质（往往是自然界的材料中所不具备的）；
（3）metamaterial性质往往不主要决定与构成材料的本征性质，而决定于其中的人工结构。
超材料-制造研究
超材料获得
从metamaterial的定义中可以看出，超材料的性质和功能主要来自于其内部的结构而非构成
它们的材料。因此，早期的“超材料”研究与材料科学无缘。无论是左手材料还是
光子晶体
，最早开展研究的都是物理学家，而此后由于可能的应用，一些电子科学家进入了这一领域。
事实上，要获得理想的“超材料”，“材料”的选择是至关重要的。对于光子晶体材料，人们
在实验上长期追求的目标是实现光频段的完全光子带隙。科学家选择了银作为介电背景，银
在可见光范围的折射率在0.2-0.4左右，且有很好的透光性。利用化学过程将银引入到聚乙
烯微球晶体，结果获得了具有接近完全带隙的光子晶体。利用材料科学的原理，把各种功能
材料引入“超材料”系统，有可能获得具有新功能的超材料或器件。
生产制造
不同波长的光线能够被特殊波导的不同位置
捕获，形成彩虹
美国与中国台湾科学家利用已广为光学工业界接受的斜角沉积(oblique angle deposition,
OAD)技术为基础，发展出一项可以大规模生产光学超材料(metamaterial)的技术。该小组以
伯这种技术在硅基板上制作银纳米柱(nanorod)构成的薄膜，该薄膜能以特殊的方式操控光，
在光电产业上具有广泛的应用。
超材料引起了不少研究兴趣，主要是因为它具有制作隐形斗蓬(invisible cloak)及超级透镜
(superlens)的潜力。然而，截至目前制作出来的超材料只能在有限的频率范围内工作，而且
很难大量生产。为克服这个问题，
台北科技大学的任贻均(Yi-Jun Jen)等人采用了斜角沉积法
来制作超材料。
斜角沉积法顾名思义是在真空中以倾斜角度将薄膜材料沉积在基板上。
任贻均等人先以电子
轰击银块材使其气化，然后让银蒸气沉积在2英寸厚的硅基板上，通过调整基板的倾斜角度，
让银在自我遮蔽效应(self-shadowing effect)作用下，优先朝蒸气注入的方向生长成纳米柱。
长成的银薄膜厚240 nm，银纳米柱长650 nm、宽80 nm，并与基板法线夹66度角。研究人
员以波长介于300至850 nm的光照射样品以测量其光学特性，结果发现在波长介于532至
690 nm间会产生负折射，而理论上该系统在可见光波段(380-750 nm)都会产生负折射。
宾州州立大学的Akhlesh Lakhtakia表示，虽然其它团队也曾制作这类薄膜，但从未有人采用
双轴介电-磁性材料(biaxial cielectric-magnetic material)。他指出，由于斜角沉积法是一种平
面技术，它应该能轻易地与微电子制程整合。该团队接下来将研究薄膜形貌的影响，并开始
研发层状结构以降低能量的衰减。
超材料-应用研究
美科学家研制超材料可吸收所有光线
隐身衣技术需要超材料
来自美国波士顿学院和杜克大学的科学家研究小组研制出一种高效超材料(metamaterial)，能
够吸收所有到达其表面的光线，达到光线完全吸收的科学标准。这项研究报告发表在2008
年6月出版的《物理评论快报》上。
波士顿学院物理学家威利·J·帕迪利亚说，“当光线打击材料介质时会出现三种情况：光线
被反射，比如光线照射镜面时；光线被传播，比如光线照射在玻璃窗户上时；最后一种情况
就是光线被吸收并转换成热量。这种最新设计的超材料可以确保光线既不被反射，也不在其
中传播，而是将光线完全吸收转换成热量。我们设计的超材料具有特殊的频率可以吸收所有
打击在其表面上的
光量子。”该研究小组除帕迪利亚之外，还包括波士顿学院研究员内
森·I·兰迪和杜克大学大卫·R·史密教授、研究员索基·萨吉伊格比和杰克·J·莫克。
研究小组基于之前用于设计共鸣器的作用场，用计算机模拟实现了
电场和磁场结合在一起能
够成功吸收所有放射光线。由于这种超材料成份可以分别吸收电磁波的电场和磁场，从而可
以较高地吸收窄频范围的光线。帕迪利亚称，这种超材料第一次示范了对光线的完全吸收，
它不同于独立建造于金属元件的传统吸收材料，现使该材料更加柔韧，适合应用于收集和探
测光线。
超材料的设计赋予其新的特征，突破了它本身的物理成份限制，能够依据光线放射程度进行
“剪裁定制”。由于该材料的设计基于几何等级，这种超材料可以应用于相当数量的电磁光
谱。
超材料用于3D显示
“超材料”（以负折射率介质为代表的新型人工电磁介质）使用复合谐振，可以使光在任何
方向上弯曲；通过使周围的光改变方向，很有可能覆盖他们视觉以内的空间范围。如今数学
家已经给出了一幅蓝图，空心光纤内铸入“超材料”制造出有覆层的管道，每个这种管道可
以掩盖从平面象素阵列过来的光，可以进行3-D显示。在3-D中对微小覆层管道的排列，除
了发光的一端，从平面象素阵列过来的光可以通过光纤而不被看到，这就好像光是浮在空中
一样。“光通过一个物体的一端，看着它在管道中消失，却在另一端重新看见光”，罗彻斯特
大学研究“超材料”的教授Greenleaf介绍说。
根据研究者的介绍，在3-D显示中采用这种原理，要求光从象素的平面阵列中通过光纤到达
它们应在的空间位置上。光从“超材料”制造的空心光纤投射下来，周围的光绕着管道改变
方向，使这些光不可见。另一方面，从象素的平面阵列过来的光，不可见地通过每根光纤，
在三维空间的特定位置上发光。通过在空间中对数以千计这种象素的排列，可以使得3-D 显
示简单地浮现在空中。
Greenleaf和他的同事警告说利用“超材料”管道进行3-D显示是一个未来多年的长期目标，
但是短期内可以运用到
医学上，比如，“超材料”管道可以掩盖外科医生内视检查中的不需
要的部分，通过穿过“超材料”管道的光，外科医生可以有效地隐藏除了他的工具外的其他
可见物，可以更快，更准确地进行内视检查。
Greenleaf和他的合作者还未制造出“超材料”管道，不过，他们声称可以制造出蓝图可以让
其他制造者参照。特别地，“超材料”需要对负折射率的设计，所以可以使光在管道中从一
个方向转为另外一个方向，就好像覆层管道几乎不存在一样。研究者的蓝图包括管道内“超
材料”涂层的一系列的参数设置。Greenleaf的合作者包括芬兰赫尔辛基理工大学教授Matti
Lassas，伦敦大学学院教授 Yaroslav Kurylev和华盛顿大学教授Gunther Uhlmann。