Новые прозрачные Metadevices на основе квази-1D поверхностных плазмонских поляритонных структур

Схематическая диаграмма оптической и RF-прозрачной структуры SPPS.Кредит: Zu et al.

Прозрачные электронные устройства могут иметь многочисленные ценные реальные приложения.Помимо прочего, они могут позволить создать новые оптические устройства, интеллектуальные снаряжения или носимые устройства, невидимые солнечные батареи и интегрированные системы связи.

Исследователи из Университета Ксидиан, Юго-Восточного университета и Технологического университета Ухан недавно разработали новые, высокооблагие прозрачные прозрачные Metadevices, основанные на квази-одномерных поверхностных плазмонских поляритоновых структурах (Quasi-1D SPP).Эти устройства, представленные в статье, опубликованной в Nature Electronics, могут быть использованы для разработки оптически и радиочастотных прозрачных систем беспроводной связи и других перспективных технологий.

«Прозрачное и невидимое электронное устройство является увлекательной целью, которую ученые и инженеры с энтузиазмом преследуют», - сказал Tech Xplore профессор Биан Ву, один из исследователей, которые провели исследование.«В настоящее время прозрачная электроника обычно опирается на внутренние свойства оптически проводящих материалов, которые не являются радиочастотными прозрачными и имеют низкую эффективность работы. SSP можно использовать для концентрации, канала и повышения энергии. Однако использование SPP в развитии оптическихи радиочастотная прозрачность остается пустой ».

Основной целью недавней работы профессора Ву и его коллег было изготовление новых Metadevices (то есть устройств на основе метаматериалов), которые были прозрачными как на оптическом (то есть визуальном), так и на радиочастотном уровне.Устройства, которые они изготовлены, основаны на Quasi-1D SSP (то есть, сильно ограниченные электромагнитные поверхностные волны, движущиеся на границе раздела между диэлектриком и металлом), используя тонкие металлические линии Q, что сильно отличается от обычных устройств SPPS в своих предыдущих работах.Полем

«Мы используем квази-1D-структуры SPP для реализации оптической и прозрачной электроники RF, независимо от того, является ли материал проводника прозрачным или нет, не говоря уже о подготовке дорогостоящих прозрачных материалов проводника»,-объяснил профессор Ву.«Наша структура SPPS Quasi-1D, состоящая из ячейки подволнового элемента, созданных из тонких металлических линий, может обеспечить ограниченные волны SPPS, одновременно предлагая оптическую и радиочастотную пропускную способность более 90%».

Подход, который исследователи использовали для создания своих Metadevices, имеет несколько преимуществ.Примечательно, что он может производить волноводы произвольной формы с большой топологической надежностью и преобразователями, которые могут преобразовать волны SPP в так называемые космические волны (то есть радиоволны, которые могут распространяться в пространстве, например, если передаются антенной или другими устройствами)Полем

«Впервые мы реализовали оптическую и радиочастотную прозрачность Metadevices на основе квази-1D-структур SPP»,-сказал профессор Ву.«Мы использовали подход для создания« волноводов в форме SPP »с топологической надежностью и преобразователями для превращения волн SPPS в космические волны, а также использовали квази-1D SPP Metadevices для создания беспроводной связи для передачи изображения. Наша технология прорывается черезОптическое и радиочастотное ограничение прозрачных электромагнитных устройств ».

Чтобы продемонстрировать потенциал их прозрачных Metadevices, профессор Ву и его коллеги использовали их для создания схемы беспроводной связи.Затем они успешно использовали эту схему для передачи изображений из одного квази-1D SPPS Metadevice на другое.

В будущем их работа может способствовать разработке новых систем беспроводной передачи в новой передаче и радиочастоте для связи 5G или даже 6G.Кроме того, это может помочь соответствовать требованиям приложений Интернета вещей (IoT), систем интеллектуальных домов, подключенных транспортных средств и других систем, которые полагаются на хорошее беспроводное общение.

«В наших следующих исследованиях мы планируем разработать систематические применения этой технологии, включая различные виды прозрачных антенн и прозрачные микроволновые устройства, основанные на квази-1D-структурах SPP, и интегрируем их с объектами в нашей жизни, чтобы создать эру незаметного взаимосвязанностиВещи »добавил профессор Ву.

Больше информации: Hao-ran Zu и др., Оптически и радиочастотные транспортные прозрачные Metadevices, основанные на квази-одномерной поверхностной плазмонской плазмонной плазмонской плазмонской плазмонской поляритонной структуре, природа электроники (2023).Doi: 10.1038/s41928-023-00995-z