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2011年3月 3日 (木)

メタマテリアル(後篇)

前回に続き、メタマテリアル について。

 

(物理が苦手な人は、頭痛薬を用意!)

前回は、メタマテリアルの全般の説明と発明者について紹介した。

今回は、さらにマニアックに、物理現象について説明する。

屈折率が負になると何がおこるのか

代表的な現象として、屈折率が負の物質に光(電磁波)が進入すると、正の屈折率の材料と反対側に屈折が起こる。屈折の大きさは、正の屈折率の材料と同じで方向がマイナスになる。 それを物理学的に言うと、

- スネルの法則は適用可能だが、入射と同じ方向に屈折する

となる。  その他に以下のような現象が理論と実験で確かめられている。

- ドップラー効果は逆方向に生じる
- チェレンコフ放射は通常と異なる場所で起こる
- 群速度と位相速度が逆方向に生じる

光の領域のメタマテリアル

光は電磁波であるから、メタマテリアルの現象が適用できる。ただし、波長と同じくらいのサイズで人工的な周期構造を作る必要があるので、ナノテクノロジーの領域である。現在は多くの研究機関が開発に取り組んでいて、さまざまな手法や形状が提案されている。波長でいうと1ミクロン以下の赤外領域での実験である程度の結果がでるようになっている。米国では先に上げたスミス教授(デューク大学)、シャラエフ教授(パデュー大学)、ザング教授(UCバークレー)、エンゲタ教授(ペンシルベニア大学)など多数。

用途

用途については、いろんな人がいろんなコトを言っている。中には現実的なものもあるがSFがかったものもある。例えば、

収差のないスーパーレンズ - 高精度ステッパを作って、半導体製造技術のさらなる微細化を実現する

光バーコード

光の回路(光に対する抵抗やコンデンサ、コイルなを作って、それを組み合わせて回路を構成する)

消えるマント(米国防省がマジメに取り組んでいるとか、、、)

など、など、、、、、、

なんと、『ドラえもんの科学みらい展』ではすでにメタマテリアルを取り上げていた!

  

   

    

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