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何為超材料
閱讀：720 發(fā)布時間：2019-12-22
超材料（Metamaterial）是指，將比電磁波波長小的“單位元件”——小型模塊排列后，模擬形成的均一介質(zhì)。其特點是，與原材料相比，能夠以更高的靈活性設(shè)計決定電磁場性質(zhì)的介電率及導(dǎo)磁率。根據(jù)單位元件的設(shè)計及排列方式能夠生成自然界不存在的特殊性能，所以備受學(xué)術(shù)界關(guān)注。例如，目前可獲得介電率及導(dǎo)磁率值均為負(fù)值的介質(zhì)。這種介質(zhì)可利用左手的三根手指表示電場、磁場及電磁波傳播方向三者之間的關(guān)系，因此也稱“左手系超材料”。
主要作為模擬電路設(shè)計技術(shù)，多用于天線及耦合器（Coupler）等。應(yīng)用于頻率10GHz以下的微波時，每單元的尺寸只要在數(shù)mm以下即可，比較容易制造。
由于超材料的設(shè)計自由度較高，因此存在為求得解，要通過反復(fù)計算進(jìn)行嘗試，直到獲得收斂解需要大量時間的問題。近高性能計算機(jī)的速度的提高以及高效計算方法的出現(xiàn)均是導(dǎo)致超材料的開發(fā)加速的原因。