超材料- 維基百科，自由的百科全書

超材料（英文：Metamaterial）, 拉丁語詞根「meta-」表示「超出、另類」等含義。

指的是一類具有特殊性質的人造材料，這些材料是自然界沒有的。

超材料 維基百科，自由的百科全書 跳至導覽 跳至搜尋 銅質開環諧振器構成的負折射率超材料。

銅箔附著於玻璃纖維電路板上。

整個陣列包括20*20個元件，總體積為10×100×100mm。

[1][2] 超材料（英文：Metamaterial）,拉丁語詞根「meta-」表示「超出、另類」等含義。

指的是一類具有特殊性質的人造材料，這些材料是自然界沒有的。

它們擁有一些特別的性質，比如讓光、電磁波改變它們的通常性質，而這樣的效果是傳統材料無法實現的。

超材料的成分上沒有什麼特別之處，它們的奇特性質源於其精密的幾何結構以及尺寸大小。

其中的微結構，大小尺度小於它作用的波長，因此得以對波施加影響[3] [4] [5]。

對於超材料的初步研究是負折射率超材料[6] [7] [8]。

超材料的奇異性質使它具有廣泛的應用前景，從高接收率天線，到雷達反射罩甚至是地震預警。

[9] [10] [11] [12] [13]超材料是一個跨學科的課題，囊括電子工程、凝聚態物理、微波、光電子學、經典光學、材料科學、半導體科學以及奈米科技等等[4]。

目次 1超材料的分類 2電磁超材料 2.1負折射率超材料 3歷史 4應用 5參見 6參考 7延伸閱讀 超材料的分類[編輯] 典型的超材料有仿生超材料、生物超材料、智能超材料、軟性材料、記憶材料、數字超材料、奈米複合材料、高效防冰材料、自我修復材料、熱電材料、輻射製冷超材料、隔音超材料、聲電複合超材料、磁光效應材料、左手材料、光子晶體、量子點、電磁晶體、負曲率光纖、超磁性材料、金屬水、離子液體、液態金屬、無聲金屬、磁性液體、鈣鈦礦、光操縱材料、電磁隱身超材料、零折射率超材料、負折射率材料、聲學超材料、力學結構超材料、彈性超材料、無耗能電子材料、人造介質材料、頻率選擇表面、人工磁導體、非正定介質材料、負熱膨脹超材料、可重構超表面、複合超表面、時變超表面、雙曲超材料、梯度超材料、超疏水材料、莫爾手性超材料、活化太赫茲超材料、隱身材料（紅外隱身材料、雷達隱身材料、可見光隱身材料、聲隱身材料、雷射隱身材料）、柔性雷達吸波超材料、自修復防腐材料、基於傳輸線結構的超材料、電漿結構的超材料、雙負(負等效質量密度、負等效彈性模量)彈性超材料等等。

電磁超材料[編輯] 負折射率超材料[編輯] 超材料可以有一個負的介電常數和磁導率負。

如果兩者都為負，則折射率為負。

當折射率為負值，這是可能的電磁場在微波頻率的傳播。

[14] 歷史[編輯] 超材料是在二戰後和微波工程中的人造介質一同發展起來的，但是其萌芽可追溯到19世紀末期人們對控制電磁波的渴望。

超材料解釋的基礎在於其等效的介電常數和磁導率，這就是一種本構關係。

遺憾的是，這些材料對於不同形式的入射波會有不同的響應，而相關的研究應該歸功於一個叫做頻率選擇表面的技術（frequencyselectivesurface），這個技術是有已故的美國學者B.A.Munk和其研究夥伴創立的。

Smith原本是研究光子晶體的，他們在計算光子晶體的性質的時候運用了一般材料具有本構關係的特性；但是如果你用場的理論來解釋的話，原本就比本構關係要嚴謹很多，也就是運用周期矩量法（Periodicmomentsmethod），更能解釋周期結構的電磁學特性，並且能夠顧很快的應用到其設計中去。

周期排列的結構可以看成是一個線性的系統，在一個周期信號的激勵下，需要一定的時間才能達到其相應的穩態，這點卻很少有人考慮。

傳統材料的分子原子結構非常的小，在一般的微波輻射之下，很快就達到了穩態，我們所謂的本構關係才具有相應的意義。

然而，無論是所謂的超材料，還是頻率選擇表面，幾乎所有相關的研究都在避免這個問題。

應用[編輯] 太赫茲領域 光量子領域 折射率調節 天線 非線性材料 超透鏡 地震測量 參見[編輯] 磁振子學（英語：Magnonics） 拉脹材料 參考[編輯] ^Shelby,R.A.;SmithD.R.;ShultzS.;Nemat-NasserS.C.Microwavetransmissionthroughatwo-dimensional,isotropic,left-handedmetamaterial(PDF).AppliedPhysicsLetters.2001,78(4):489.Bibcode:2001ApPhL..78..489S.doi:10.1063/1.1343489.（原始內容(PDF)存檔於2010-06-18）. 引文使用過時參數coauthors(幫助) ^Smith,D.R.;Padilla,WJ;Vier,DC;Nemat-Nasser,SC;Schultz,S.CompositeMediumwithSimultaneouslyNegativePermeabilityandPermittivity(PDF).PhysicalReviewLetters.2000,84(18):4184–7.Bibcode:2000PhRvL..84.4184S.PMID 10990641.doi:10.1103/PhysRevLett.84.4184.（原始內容(PDF)存檔於2010-03-18）.  ^Engheta,Nader;RichardW.Ziolkowski.Metamaterials:PhysicsandEngineeringExplorations.Wiley&Sons.2006-06:xv,3–30,37,143–150,215–234,240–256.ISBN 978-0-471-76102-0. 引文使用過時參數coauthors(幫助) ^4.04.1Zouhdi,Saïd;AriSihvola;AlexeyP.Vinogradov.MetamaterialsandPlasmonics:Fundamentals,Modelling,Applications.NewYork:Springer-Verlag.December2008:3–10,Chap.3,106.ISBN 978-1-4020-9406-4.  ^Smith,DavidR.WhatareElectromagneticMetamaterials?.NovelElectromagneticMaterials.TheresearchgroupofD.R.Smith.2006-06-10[2009-08-19].（原始內容存檔於2009-07-20）.  ^Shelby,R.A.;Smith,DR;Schultz,S;SmithD.R;ShultzS.ExperimentalVerificationofaNegativeIndexofRefraction.Science.2001,292(5514):77.Bibcode:2001Sci...292...77S.PMID 11292865.doi:10.1126/science.1058847. 引文使用過時參數coauthors(幫助);|pages=和|page=只需其一(幫助);|first1=和|first=只需其一(幫助) ^Pendry,JohnB.NegativeRefraction(PDF).ContemporaryPhysics(PrincetonUniversityPress).2004,45(3):191–202[2009-08-26].Bibcode:2004ConPh..45..191P.ISBN 0-691-12347-0.doi:10.1080/00107510410001667434.（原始內容(PDF)存檔於2011-07-17）.  ^Veselago,V.G.Theelectrodynamicsofsubstanceswithsimultaneouslynegativevaluesof[permittivity]and[permeability].SovietPhysicsUspekhi.1968,10(4):509–514.Bibcode:1968SvPhU..10..509V.doi:10.1070/PU1968v010n04ABEH003699.  ^Brun,M.;S.Guenneau;andA.B.Movchan.Achievingcontrolofin-planeelasticwaves.Appl.Phys.Lett.2009-02-09,94(61903):1–7.Bibcode:2009ApPhL..94f1903B.arXiv:0812.0912 .doi:10.1063/1.3068491.  ^Smith,DavidR;Researchgroup.NovelElectromagneticMaterialsprogram.2005-01-16[2009-08-17].（原始內容存檔於2009-08-19）.  ^Rainsford,TamathJ.;SamuelP.Mickan,andD.Abbott.T-raysensingapplications:reviewofglobaldevelopments.Proc.SPIE(ConferenceLocation:Sydney,Australia2004-12-13:TheInternationalSocietyforOpticalEngineering).9March2005,.5649SmartStructures,Devices,andSystemsII(Postersession):826.doi:10.1117/12.607746. 引文使用過時參數coauthors(幫助);|pages=和|page=只需其一(幫助) ^Cotton,MichealG.AppliedElectromagnetics(PDF).2003TechnicalProgressReport(NITA–ITS)(Boulder,CO,USA:NITA–InstituteforTelecommunicationSciences).2003-12,.TelecommunicationsTheory(3):4–5[2009-09-14].（原始內容(PDF)存檔於2008-09-16）.  ^Alici,KamilBoratay;Özbay,Ekmel.Radiationpropertiesofasplitringresonatorandmonopolecomposite.Physicastatussolidi(b).2007,244(4):1192–96.Bibcode:2007PSSBR.244.1192A.doi:10.1002/pssb.200674505.  ^Prati,Enrico.Microwavepropagationinroundguidingstructuresbasedondoublenegativemetamaterials.Internationaljournalofinfraredandmillimeterwaves.2006,27(9):1227––1239.doi:10.1007/s10762-006-9134-3. 引文格式1維護：顯示－作者(link) 延伸閱讀[編輯] Educationalpagesonmetamaterials Nanophotonicsgroup.Prof.MinQiu.RoyalInstituteofTechnology(KTH).Sweden. ETAresearchgroup.Prof.ChristopheCaloz.PolytechniqueMontréal. Metamaterials.ElectromagneticsGroup.GeorgeEleftheriades.UniversityofToronto. TheEnghetaGroup.NaderEngheta.UniversityofPennsylvania. ElectromagneticMetamaterials.FraunhoferFHR.Germany. AntennasResearchGroup.Prof.YangHao.UniversityofLondon. InanoGroup.Prof.M.SaifIslam.UCDavis. MediumswithNegativePhaseVelocity.Prof.AkhleshLakhtakia.PennStateUniversity. CondensedMatterTheoryGroup.SirJohnPendry.ImperialCollege.London. ComputationalNanoMaterialsGroup[永久失效連結]ViktorPodolskiy(Assoc.Prof.).UMassLowell. ShvetsResearchGroup,UniversityofTexasatAustin–US DavidSmith'sresearchgroup—DukeUniversity—US CostasSoukoulisatIESL,Greece—Photonic,Phononic&MetaMaterialsGroup SrinivasSridhar'sGroupNortheasternUniversity IrinaVeretennicoff'sresearchgroup,VrijeUniversiteitBrussel—Belgium ChristopheCraeye'sresearchgroup–Belgium MartinWegener'sMetamaterialsgroupUniversitätKarlsruhe(TH)—Germany GeorgiosZouganelis'sMetamaterialsGroup–NIT—Japan] XiangZhang'sgroup–UCBerkeley–US SergeiTretyakov'sgroup–HelsinkiUniversityofTechnology,Finland GengkaiHu'sgroup[永久失效連結]–BeijingInstituteofTechnology,(PRC) InstituteofAppliedPhyisicalProblems–BSU–Belarus] CentreforPhotonicMetamaterials,UniversityofSouthhampton Internetportals ScholarGoogleprofileonmetamaterials MetaMaterials.netWebGroup CenterforMetamaterialsandIntegratedPlasmonics,DukeUniversity Journal"Metamaterials"publishedbyElsevier(homepage) Onlinearticles:"Metamaterials"inScienceDirect RSSfeedforMetamaterialsarticlespublishedinPhysicalReviewJournals VirtualInstituteforArtificialElectromagneticMaterialsandMetamaterials("METAMORPHOSEVIAISBL") EuropeanNetworkofExcellence"METAMORPHOSE"onMetamaterials SensorMetrixFormedwithaspecificdirectivetoexploittherecentadvancesinelectromagneticmetamaterials Metamaterialscollection[永久失效連結]onIOPscience(IOPPublishing) Morearticlesandpresentations 從維基百科的姊妹計劃了解更多有關「超材料」的內容 維基詞典上的字詞解釋 維基共享資源上的多媒體資源 維基新聞上的新聞 維基語錄上的名言 維基文庫上的原始文獻 維基教科書上的教科書和手冊 維基學院上的學習資源 Dr.SebastienGuenneau.ResearchonMetamaterialsandPhotonicCrystalFibres UWBTunableDelaySystem[永久失效連結],ProfChristopheCaloz,EcolePolytechnique,Montreal WhatareMetamaterials ?AnindexpagebyDr.StefanLindenandProf.Dr.MartinWegener RaytracingMetamaterials(demonstrations) Multifunctionality. Cloakingdevices,nihilitybandgap,LFmagneticenhancement,perfectradomeNITJapan Left-HandedFlatLensHFSSTutorialElectromagnetismTutorial JournalofOpticsA,February2005SpecialissueonMetamaterials ExperimentalVerificationofaNegativeIndexofRefraction HowToMakeanObjectInvisible Metamaterialsholdkeytocloakofinvisibility[永久失效連結] 規範控制 GND:7547278-8 NDL:01154681 取自「https://zh.wikipedia.org/w/index.php?title=超材料&oldid=62585983」 分類：​超穎材料隱藏分類：​含有過時參數的引用的頁面含有冗餘參數的引用的頁面引文格式1維護：顯示－作者含有英語的條目自2018年4月帶有失效連結的條目條目有永久失效的外部連結自2020年2月帶有失效連結的條目包含GND標識符的維基百科條目包含NDL標識符的維基百科條目 導覽選單 個人工具 沒有登入討論貢獻建立帳號登入 命名空間 條目討論 臺灣正體 不转换简体繁體大陆简体香港繁體澳門繁體大马简体新加坡简体臺灣正體 查看 閱讀編輯檢視歷史 更多 搜尋 導航 首頁分類索引特色內容新聞動態近期變更隨機條目資助維基百科 說明 說明維基社群方針與指引互助客棧知識問答字詞轉換IRC即時聊天聯絡我們關於維基百科 工具 連結至此的頁面相關變更上傳檔案特殊頁面靜態連結頁面資訊引用此頁面維基數據項目 列印/匯出 下載為PDF可列印版 其他專案 維基共享資源 其他語言 العربيةAsturianuБългарскиCatalàČeštinaDanskDeutschEnglishEsperantoEspañolفارسیSuomiFrançaisעבריתՀայերենItaliano日本語한국어മലയാളംNederlandsNorskbokmålPolskiپښتوPortuguêsRomânăРусскийSlovenščinaСрпски/srpskiSvenskaTürkçeУкраїнськаTiếngViệt 編輯連結