Metamaterial Seminar: Nanotechnologie Dozent: Prof. Dr. Volker Buck

Präsentation zum Thema: "Metamaterial Seminar: Nanotechnologie Dozent: Prof. Dr. Volker Buck"—  Präsentation transkript:

1 Metamaterial Seminar: Nanotechnologie Dozent: Prof. Dr. Volker Buck
Referent: Sebastian Buder

2 Inhalt Snelliussches Brechungsgesetz Transmission I - Mikrowelle
Transmission II - rotes Laserlicht Transmission II - kaum begrenztes Spektrum Transmission IV - Nanoteppich

3 Snelliussches Brechungsgesetz
Brechzahl = Vakuumlichtgeschwindigkeit pro Mediumslichtgeschwindigkeit Außerdem (geometrisch): und Woraus sich ergibt:

4 Metamaterial Wiktor Wesselago, Theorie 1968 Motivation:
negative Brechzahlen annähernd vollständige Transmission von elektromagnetischen Wellen

5 Transmission Umlenkung des Lichtes um Gegenstand herum
Licht wieder in Einfallsrichtung weiterleiten Stoffe mit diesen Eigenschaften nicht in der Natur existent Zusammenhang zwischen Brechzahl und Dielektrizitätskonstante und magnetischer Permeabilität

6 Transmission

7 Transmission

8 Transmission I David Smith, Duke University, Dunham
3 mm große, quadratische, geschlitzte Kupferringe auf Duroidstreifen daraus: 10 Reifen mit Durchmessern 6 – 12 cm Durchmesser Konzentrisch, 1 mm Abstand

9 Transmission I David Smith, Duke University, Dunham
Transmission: Mikrowellenstrahlung, 9 Ghz Wellenlänge: 3 cm → Metamaterial erscheint als homogene Substanz

10 Transmission I David Smith, Duke University, Dunham Kupferstab, massiv
unverhüllt: deutlicher Schatten verhüllt: Reflexion um Stab herum, Schattenbildung stark reduziert Aber: elektrische Verluste im Metamaterial, Intensität der Mikrowellenstrahlung abeschwächt

11 „Unsichtbar“ für Mikrowellen...
Was ist mit „wirklicher“ Unsichtbarkeit???

12 Transmission II Martin Wegener, Universität Karlsruhe
Quadratische Gitterstruktur auf Glasplättchen 100 nm große Löcher 70 nm breite Stege aus zwei übereinander liegenden, 40 nm dicken Silberschichten Dazwischen: 17 nm Magnesiumflouridschicht

13 Transmission II Martin Wegener, Universität Karlsruhe
Sandwichstruktur für magnetische, Silberstege für elektrische Resonanz

14 Transmission II Martin Wegener, Universität Karlsruhe
Positiver Brechungsindex: Verringerte Lichtgeschwindigkeit, Phase und Puls Negativer Brechungsindex: Beschleunigte Lichtgeschwindigkeit, Phase und Puls → messbar mittels Interferrometer

15 Transmission II Martin Wegener, Universität Karlsruhe
Allerdings nicht direkt nachweisbar: Nur bei senkrecht auftreffendem Licht Nicht für kleinere Wellenlängen (Absorbtion in Silberstrukturen)

16 Transmission III David Smith, Duke University, Dunham
Zusammen mit US-Luftwaffe und chinesischer Akademie der Wissenschaften 50,8 cm lang, 10 cm breit, 2,5 cm dick 10000 parallel ausgerichtete Glasfaserstücke 6000 einzigartig geformt Computerberechneter Algorithmus → fast unbegrenztes Wellenspektrum → nur geringer Winkel

17 Transmission IV Xiang Zhang, Berkley Lab, UC Berkley
Dielektrische Materialien „Nanoteppich“ 3,8 μm mal 400 nm (aufwärtsskalierbar) Objekt unter Teppich Oberfläche erscheint flach Naher Infrarotbereich (Aussichten auf sichtbares Licht)

18 Utopie?!? Endliche Größe der Metamaterialzelle Verluste Dispersion
etc...