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我校“左手材料”研究取得突破

发布日期:2005-07-12浏览量:


    近日,由我校理学院介观物理实验室宋晓平教授和电信学院电子材料所徐卓教授牵头组建的“左手材料”研究组,成功研制出具有左手特性的周期性结构材料。
    “左手材料”最早是前苏联科学家维索拉古在20世纪60年代从理论上提出来的,是指一种介电常数和磁导率同时为负值的材料。电磁波在其传播时,波矢k,电场E和磁场H之间的关系符合左手定律,因此称之为“左手材料”。它具有负群速度、负折射率、理想成像、逆Doppler频移、反常Cerenkov辐射等奇异的物理性质。“左手材料”颠倒了物理学的“右手规律”,而后者描述的是电场与磁场之间的关系及其波动的方向。经过多年的沉寂之后,该研究领域重新引起了人们的重视,世界各国都于近年开展了研究,在实验上取得了突破性的进展,并于2003年被Science杂志评为当年十大科技进展之一。
    据悉,我校于2004年成立左手材料研究组,是国内最先开展此类研究的单位之一。 

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    介电常数ε及磁导率μ是用于描述物质电磁性质的基本物理量,决定着电磁波在物质中的传播特性。在自然物质中,光线总是向相对于入射角正的方向折射,20世纪60年代,苏联科学家维索拉古(V.G.Vesalago)首次指出,当ε与μ同时为负数时,电磁波将逆于波矢方向传播,并可表现出一些奇异的电磁特性。
    2001年,美国加州大学圣地亚哥分校的斯密斯(David Smith)等人构造出了ε与μ同时为负的人工媒质,并通过实验观察到了“负折射”现象。从此这类人工媒质研究成为一个引人注目的前沿领域。
    2002年底,麻省理工学院孔金瓯教授从理论上证明了“左手”材料存在的合理性,他称之为“导向介质”。导向介质可用来制造高指向性的天线、聚焦微波波束、实现“完美透镜”、用于电磁波隐身等等。随着纳米技术的进展,采用纳米导线有可能研制成光波波段的人工媒质,以制造新颖的光子器件。
    2003年, 《科学》杂志将“研制出左手材料”评为的“十大科学进展”之一。

    来源:腾飞交大




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