Nonlinear Optical Spectroscopy of Photonic Metamaterials
我们获得了渔网状超材料在其磁共振附近的二次谐波、三次谐波和四波混频的光谱。共振行为明显不同于普通材料。它们是由共振是等离子体激元的事实引起的，并且其增强通过纳米结构中的局部场出现。
2007-10-02 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
Multi-resonant piezoelectric shunting induced by digital controllers for subwavelength elastic wave attenuation in smart metamaterial
代替模拟电子电路和组件，数字控制器，能够主动多谐振压电分流被施加到与压电片集成的弹性超材料。由于引入了数字控制技术，具有模拟电路难以实现的传递函数的分流策略现在成为可能。作为一个例子，“极点-零点”方法被发展为通过直接调整压电分流器传递函数中的极点和零点来设计单谐振或多谐振带隙。实现了在深亚波长尺度下（归一化频率低至0.077）三个频带内的大的同时衰减。其物理机制是弯曲波在带隙中的负群速度。由于数字控制器可以很容易地通过无线广播进行适配，因此可以很容易地调谐带隙，而不是手动地逐个调谐模拟分流电路中的电气元件。理论结果得到了很好的验证实验与实测的振动传输性能，其中大绝缘高达20分贝，在低频范围内观察。
2016-12-06 cond-mat.mtrl-sci
A non-resonant dielectric metamaterial for enhancement of thin-film solar cells
最近，我们提出了介电超材料，其由位于非晶薄膜太阳能电池顶部的亚微米介电球体阵列组成。我们已经从理论上表明，这种超材料可以减少反射，同时可以抑制通过光伏层的传输，因为它将入射平面波转换成一组聚焦光束。这一理论概念已得到有力的发展和实验证实，在本文件中。在这里，我们考虑的超材料的倾斜角照明，重新设计的太阳能电池，并提出了详细的实验研究的整个结构。与我们先前的理论研究相比，我们表明，我们的全向光捕获结构可能比等离子体增强化学气相沉积获得的优化平面涂层更好地工作。
2014-06-24 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Effective Medium Theory for Elastic Metamaterials in Thin Elastic Plates
提出了薄板弯曲波共振和非共振异向介质的有效介质理论。该理论提供了封闭形式的表达式的有效参数的安排，在薄板中的夹杂物或谐振器作为一个功能的填充分数的夹杂物，其物理性质和频率。它表明，正或负的有效弹性参数是可能的，这取决于共振的对称性，但与体弹性波不同的是，负质量密度行为的原因是单极项，而负杨氏模量和泊松比是由于单极和四极共振的组合，也表明，至少对于散射系数的第一阶，偶极共振在有效介质的描述中不起作用。给出了非共振和共振有效参数的几个例子，并用多次散射理论对结果进行了验证。
2014-10-05 cond-mat.mtrl-sci
Effect of microscopic disorder on magnetic properties of metamaterials
我们分析了微观无序对复合超材料宏观性质的影响，并研究了结构元素参数的弱统计独立波动如何改变它们的集体磁响应和左手性质。我们证明，即使是一个弱的微观无序可能导致的超材料的磁性能的实质性修改，和10%的微观谐振元件的参数偏差可能会导致在很宽的频率范围内的波传播的实质性抑制。如果超过10%的谐振磁性元件具有强烈不同的特性，也会出现明显的抑制，但在后一种情况下，缺陷会产生额外的弱谐振线。这些结果对于表征和优化具有太赫兹和光频左手特性的新型复合超材料具有重要意义。
2005-10-11 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci
Metadamping: An emergent phenomenon in dissipative metamaterials
从理论上论证了耗散异向介质中异向变形的概念。我们考虑一个无限的质量弹簧链重复本地谐振器和一个静态等效的周期链，其波的传播特性是基于布拉格散射。对于每个系统，我们引入相同的粘性阻尼（阻尼器）元素，并比较与所有布洛赫模式相关的阻尼比。我们发现，局部共振的超材料表现出更高的整体耗散，这表明阻尼出现的现象，由于局部共振的存在。最后，我们通过量化作为介质中声波的长波声速或静态刚度的函数的紧急阻尼的程度来结束我们的调查。
2012-06-21 cond-mat.mtrl-sci physics.class-ph
A Dynamical Effective Medium Theory for Elastic Metamaterials
我们发展了一个动态有效介质理论，以精确地预测弹性异向介质在二维共振频率附近的异常特性。理论表明，通过选择合适的共振散射体，可以使有效体积模量、剪切模量和质量密度为负，从而导致8种可能的波传播类型。该理论不仅为寻找各种具有所需性质的超材料提供了方便的工具，而且给出了这些性质的统一物理图像。在这里，我们展示两个例子。一个在低频处具有大的带隙。另一个具有两个负折射区域：一个是纵波和横波的负折射区域，另一个是仅纵波的负折射区域。
2007-07-08 cond-mat.mtrl-sci
A DC magnetic metamaterial
电磁超材料是一类在亚波长尺度上人工构造的材料。它们目前是人们极大兴趣的焦点，因为它们允许获得以前无法实现的特性，如负折射率。到目前为止，大多数超材料设计都是基于谐振元件，如开口环，研究集中在微波频率及以上。在这项工作中，我们提出了第一个实验实现的非共振超材料设计工作在零频率。我们的样品是基于最近提出的各向异性磁性超材料的超导板阵列组成的模板。磁力实验表明，一个强大的，可调的抗磁响应时，施加垂直于板的字段。我们计算了相应的有效磁导率，这与理论预测吻合得很好。这种超材料的应用可以包括弱DC磁场的非侵入式屏蔽。
2007-10-11 cond-mat.mtrl-sci
Terahertz metamaterials on free-standing highly-flexible polyimide substrates
我们在独立的聚酰亚胺基片上制备了共振太赫兹超材料。低损耗聚酰亚胺基板可以薄至5.5微米，从而产生坚固的大面积超材料，这些超材料很容易包裹成半径为几毫米的圆柱体。我们的研究结果为在太赫兹频率下制造多层非平面超材料提供了一条前进的道路。
2008-08-04 cond-mat.mtrl-sci
Bandgap widening by disorder in rainbow metamaterials
短柱板，即，具有柱状谐振器的薄弹性片显示出亚波长的局部谐振带隙，其主要由柱的固有谐振特性控制。在这项工作中，我们实验研究的可调异质板赋予可重构家庭的支柱的带隙响应。我们证明，在某些情况下，柱的谐振频率的频谱和它们的空间布置影响系统的滤波特性。具体地，空间梯度和无序排列都导致带隙加宽。此外，平均而言，随机排列实现衰减的光谱范围比渐变配置观察到的光谱范围更宽。
2020-06-28 cond-mat.mtrl-sci
Planar wallpaper group metamaterial for novel terahertz applications
我们提出了新的超材料结构的基础上，各种平面壁纸组，在六边形和正方形的单位单元。研究了由一个、两个和三个具有太赫兹（THz）共振频率的独特子晶格组成的超材料。我们描述了理论，并进行模拟和实验来表征这些多元素的超材料。提出了一种使用这些新结构作为生物/化学危害检测以及电磁特征控制的方法。
2008-08-21 cond-mat.mtrl-sci
Giant Goos-Hanchen effect at the reflection from left-handed metamaterials
我们研究了带有左手材料的层状结构的光束反射。我们预测一个巨大的横向（古斯-汉臣）移位和分裂的光束由于共振激发的表面极化激元与涡旋状的能量流之间的右手和左手材料。
2003-05-09 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Epsilon-Near-Zero (ENZ) Metamaterials and Electromagnetic Sources: Tailoring the Radiation Phase Pattern
在这项工作中，我们研究了ε近零（ENZ）的超材料和等离子体材料的电磁源激发的响应。使用这些媒体的剪裁相位的任意源的辐射模式的建议和分析的数值和一些典型的几何形状。特别是，采用平面层，圆柱壳或其他更复杂的形状制成的这种材料，以隔离两个区域的空间和定制的相位图案在一个区域中，相当独立的激励形状存在于其他的可能性，证明了与理论参数和一些数值例子。物理见解的现象也提出和讨论的现象与潜在的应用。
2006-09-09 cond-mat.mtrl-sci
Trampoline metamaterial: Local resonance enhancement by springboards
我们研究了局部共振弹性超材料的色散特性，这种材料是由周期性孔阵列图案化的板中的固体区域上竖立的柱子形成的。我们表明，这些固体区域有效地作为跳板，导致增强的共振行为的支柱相比，名义上的情况下，没有孔的支柱。这种局部共振放大现象，我们定义为“蹦床效应”，示出导致亚波长带隙的大小增加了4倍。这一结果有助于在非常宽的频率范围内利用亚波长超材料特性。
2013-07-25 cond-mat.mtrl-sci
Nanophononic metamaterial: Thermal conductivity reduction by local resonance
我们提出了一种局部共振纳米声子超材料的概念，用于热电能量转换。我们的配置，这是基于一个硅薄膜与柱竖立在一个或两个自由表面的周期性阵列，定性地改变了基础薄膜声子谱由于柱本地共振和底层原子晶格色散之间的杂交机制。使用实验拟合的晶格动力学为基础的模型，我们保守地预测的超材料的热导率下降到低至50%的相应的均匀的薄膜值，尽管事实上，柱添加更多的声子模式的频谱。
2013-07-30 cond-mat.mtrl-sci
Design of Matched Zero-Index Metamaterials Using Non-Magnetic Inclusions in Epsilon-Near-Zero (ENZ) Media
在这项工作中，我们研究了由嵌入在ε近零（ENZ）主介质中的共振非磁性夹杂物组成的超材料的电动力学。结果表明，夹杂物可以设计成这样一种方式，即复合结构的有效介电常数和磁导率同时为零。对两种不同的超材料结构进行了详细的研究和分析。对于一类特定的问题，它是分析证明，这种匹配的零折射率超材料可以帮助改善通过波导弯曲的传输，并且散射参数可以是完全独立的具体安排的夹杂物和粒度的晶体。所提出的概念在微波与超材料实现的人工等离子体的基础上进行了数值演示。
2006-09-27 cond-mat.mtrl-sci
Interference theory of metamaterial perfect absorbers
超材料理想吸波体的阻抗匹配依赖于磁共振响应，其直接证据是金属结构中表面电流的反平行方向。在这里，我们提出了一个不同的理论解释的基础上的干扰，这表明，在超材料吸收器中的两层金属结构只通过多次反射与可忽略的近场相互作用或磁共振。这进一步得到了通过多次反射和叠加在谐振器阵列和接地平面的界面处导出的异相表面电流的支持。这里开发的理论解释了在窄带超材料吸收器中观察到的所有特征，因此提供了对底层物理的深刻理解。
2011-12-21 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Flute-Model Acoustic Metamaterials with Simultaneously Negative Bulk Modulus and Mass Density
实验构建了一种由穿孔中空钢管（PHSTs）周期阵列构成的三维笛形“分子”结构声学超材料（AM），并研究了其在阻抗管系统中的透射和反射特性。AM表现出透射峰和反相，从而表现出PHST的局部共振。基于均匀介质理论，计算出AM的有效体积模量和质量密度同时为负，折射率也为负。PHST AM平板聚焦实验表明，具有谐振结构的介质表现出明显的超材料特性。
2012-10-09 cond-mat.mtrl-sci physics.class-ph
Strategy for designing broadband epsilon-near-zero metamaterial with loss compensation by gain media
提出了一种宽带增益掺杂近零ε（GENZ）超材料的设计策略。基于有效介电常数的Milton表示，该策略在无量纲谱空间中开始，其中GENZ超材料的有效介电常数简单地由对应于工作频率范围的极零结构确定。GENZ超材料的物理结构是通过一个易于处理的逆问题从零极点结构恢复。该策略在实际应用中具有很大的优势，并从理论上揭示了频谱空间中宽带近零介电常数现象的抵消机制。
2012-06-08 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Reversible modulation and ultrafast dynamics of THz resonances in strongly photoexcited metamaterials
我们证明了一个超快的可逆调制共振太赫兹（THz）响应在强光激发的超材料。偶极跃迁~1.6 THz的瞬态谱-时响应随泵浦能量密度的变化呈现明显的非单调变化。跃迁能移、强度、谱宽和密度依赖的超快弛豫表明初始猝灭后共振态的显著再现。我们的模拟，结合从光致瞬态光栅的一阶衍射，再现的显着特点，为设计非线性和频率捷变太赫兹调制器提供了一种新的途径。
2011-12-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.optics
