Comunicado de prensa de Nanotechnology Now: metasuperficies dinámicas y metadispositivos con soporte gráfico

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Descripción general de las funcionalidades seleccionadas actuales de metasuperficies dinámicas y metadispositivos compatibles con Graphene CREDIT OEA
Descripción general de las funcionalidades seleccionadas actuales de metasuperficies dinámicas y metadispositivos compatibles con Graphene CREDIT OEA

Resumen:
Un nuevo lanzamiento de Opto-Electronic Advances; DOI 10.29026/oea.2022.200098 Descripción general de metasuperficies dinámicas y metadispositivos compatibles con gráficos.

Metasuperficies dinámicas y metadispositivos impulsados ​​por gráficos

Sichuán, China | Publicado el 6 de mayo de 2022

Las metasuperficies, interfaces de sublongitud de onda estructuradas artificialmente, exhiben habilidades sin precedentes para manipular ondas electromagnéticas (EM) que van desde frecuencias visibles hasta terahercios y microondas.

En la última década, las metasuperficies estáticas y los metadispositivos han sido ampliamente investigados. Sin embargo, debido a la naturaleza pasiva de los bloques de construcción, generalmente hechos de metales y/o dieléctricos, sus funcionalidades no pueden ajustarse activamente in situ después de la fabricación, lo que dificulta seriamente sus escenarios de aplicación, como lentes varifocales, holografía dinámica y dirección de haz en LiDAR. . Motivados por estos importantes requisitos, los científicos han luchado durante años para mejorar la capacidad de ajuste dinámico de las metasuperficies, y se ha propuesto como primera línea de pensamiento la introducción de materiales o componentes activos en las metasuperficies pasivas.

Hasta la fecha, se ha demostrado teórica y experimentalmente que varios materiales y componentes activos, como óxidos conductores transparentes, materiales de cambio de fase, materiales 2D (particularmente grafeno), diodos varactores, materiales elásticos y sistemas microelectromecánicos, fortalecen la capacidad de ajuste activo en metasuperficies y metadispositivos mediante aplicando estímulos térmicos, eléctricos, ópticos y mecánicos externos, dando lugar a una nueva dirección, es decir, metasuperficies y metadispositivos dinámicos (por ejemplo, sintonizables, reconfigurables, programables, inteligentes y de codificación digital). Cabe señalar que, aunque la investigación previa es una importante fuente de inspiración para las metasuperficies y los metadispositivos dinámicos, cada tipo de material y componente activo tiene una serie de propiedades únicas, ofrece posibilidades alentadoras y también adolece de varias limitaciones y desafíos. Varios excelentes artículos de revisión publicados en los últimos años se han centrado en esta área para discutir los temas anteriores. Sin embargo, todavía falta una visión general completa de las metasuperficies y metadispositivos dinámicos basados ​​en gráficos, que son de igual o mayor importancia debido a las extraordinarias propiedades de los gráficos.

En este artículo, los autores dividen metasuperficies y metadispositivos dinámicos basados ​​en gráficos en dos categorías, es decir, metasuperficies con bloques de construcción de gráficos estructurados y metasuperficies híbridas integradas con gráficos, como se muestra en la Fig.1. La técnica anterior Los desarrollos en la manipulación dinámica del espectro, la conformación del frente de onda, el control de la polarización y la conversión de frecuencia son muy avanzados en los caminos de campo cercano/lejano y global/local, respectivamente. También se describen y analizan los desafíos pendientes y los posibles desarrollos futuros.

Los autores creen que el grafeno y los materiales 2D similares al grafeno, debido a las ventajas intrínsecas de la huella compacta, la notable sintonizabilidad eléctrica, la banda ancha y la operación de alta velocidad, impulsarán las manipulaciones de ondas EM utilizando metasuperficies a una nueva altura: de estática a dinámica, que seguramente revolucionará la manipulación de ondas EM y permitirá futuras aplicaciones comerciales.

Referencia del artículo: Zeng C, Lu H, Mao D, Du YQ, Hua H et al. Metadispositivos y metasuperficies dinámicas habilitadas para gráficos. Opto-Electron Adv 5, 200098 (2022). doi: 10.29026/oea.2022.200098

Palabras clave metasuperficie/metasuperficie dinámica/grafeno/plasmones de grafeno/manipulación de campos de luz/manipulación de ondas electromagnéticas

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Chao Zeng es profesor asociado en la Universidad Politécnica de Northwestern, se dedica principalmente a la investigación de micro/nanofotónica, óptica no lineal y metasuperficies ópticas, y se dedica a proporcionar nuevas teorías y tecnologías para nuevas manipulaciones de campos de luz, láseres de fibra especiales y metadispositivos. Hasta la fecha, ha publicado 17 artículos como primer autor o autor correspondiente, que han sido citados más de 400 veces. Un trabajo será seleccionado como Logros importantes de la óptica de China (2014). Fue galardonado con el Premio Especial de la Beca Presidente para Estudiantes de Posgrado.

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Acerca de Compuscript Ltd
Opto-Electronic Advances (OEA) es una revista SCI mensual influyente, de acceso abierto y revisada por pares con un factor de impacto de 9682 (Reportes de citas de revistas para IF 2020). Desde su creación en marzo de 2018, la OEA se ha indexado a lo largo del tiempo en las bases de datos SCI, EI, DOAJ, Scopus, CA e ICI y ha ampliado su consejo editorial a 36 miembros de 17 países y regiones (promedio de índice h 49).

La revista es publicada por el Instituto de Óptica y Electrónica de la Academia de Ciencias de China y tiene como objetivo proporcionar una plataforma para que investigadores, académicos, profesionales, profesionales y estudiantes impartan e intercambien conocimientos en forma de artículos de investigación teóricos y empíricos de alta calidad. en los temas de óptica, fotónica y optoelectrónica.

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