XiaoMi-AI文件搜索系统
World File Search SystemMetamaterials
超材料与超表面：从材料、机制和先进超器件的角度进行回顾
摘要：纵观人类历史，对光、电和热的控制已逐渐成为各种电气和电磁技术创新和发展的基石。无线通信、激光和计算机技术都是通过改变光和其他能量形式的自然行为方式以及如何以受控的方式管理它们而实现的。在纳米尺度上，为了控制光和热，近二十年来已经开发出成熟的纳米结构制造技术，并实现了一系列突破性工艺。光子晶体、纳米光刻、等离子体现象和纳米粒子操控是这些技术成功应用的主要领域，并催生了一个被称为超材料的新兴材料科学分支。超材料和功能材料开发策略侧重于物质本身的结构，通过广泛操控光（更广泛地说是电磁波）获得了非常规和独特的电磁特性。超材料的纳米结构具有精确的形状、几何形状、尺寸、方向和排列。此类配置正在影响电磁光波，产生难以甚至不可能用天然材料获得的新特性。本综述从材料、机制和先进超器件的角度深入讨论了这些超材料和超表面，旨在为这一令人兴奋且迅速崛起的课题的未来工作提供坚实的参考。
声学超材料和有源压电声学超材料的最新进展——综述
声学超材料具有传统材料所不具备的异常反射和折射率，在工程应用中日益受到重视。这些人工结构可以实现多种新功能，例如负有效特性、非凡的波操控、增强的吸声和隔音、隐形、声波聚焦以及高效的能量收集。为了评估声学超材料领域的研究进展，我们采取了一种新颖的视角，追溯了从被动声学超材料到主动压电声学超材料的发展。本文总结了声学超材料的最新研究进展，第一部分描述了被动声学超材料，第二部分转向主动压电声学超材料和超表面。内容包括它们的一般定义、机制、分类、结构和潜在应用。最后，我们从实际工程的角度回顾了当前的技术挑战，并讨论了该领域的未来前景。
通过机械超材料的局部编程来设计形状变形行为
易于解除的概念只能通过概念来实现。[1-3]已经在许多尺度和不同的外部触发器上研究了设备中特定形状变形行为的实现。[4]一方面，在系统级别上有许多方法通常由电动机[3,5]压电剂[6,7]或多物质系统驱动，例如，二型。[8]另一方面，通过适应微结构的几何形状可以实现形状变形。这可以在原子量表上进行，例如，使用相变和梯度以及μm -cm水平。多年来，在材料中设计了诸如Poisson的比率（PR）和Young模量之类的线性有效属性。[9] Greaves等。[10]介绍了结构并实现属性的概述。在1990年代已经显示了极端材料的弹性张量，[11]但是它们的实际实力主要是近年来制造技术的发展驱动的。在超材料中，定期布置的单元细胞的特性克服了自然界中发现的特性[12,13]（例如，负PR [14-16]和高刚度 - 重量率[17]）。此外，添加剂制造可以轻松地更改材料本地单元单元的几何特征（梁厚度，角度）。这种方法可以使所谓的渐变材料中材料特性的不均匀分布，在加载过程中可能导致不同的形状。可以用处理函数和如果以前的条件来描述这种行为。[18–21]设计形状变形行为不仅需要控制恒定属性，而且还需要控制它们进化的方式，例如菌株依赖性PR。在本文中，我们提出了在单位细胞中整合机械机制的不同方式，从而导致各种非线性弹性（但仍然受控）行为。细胞已组装成宏观材料，并且通过适应晶胞的几何参数的适应，局部调整了功能和条件。分布在材料中的不同特性（刚度，PR）的组合导致垂直于施加载荷的特定形状，也显示在参考文献中。[18,19]。此外，逻辑语句允许我们对材料形状进行全局程序。在下文中，我们将显示三种情况如何从增加应变下从初始形状转换为目标形状（见图1）。在第一种情况下，目标形状
用于温度传感应用的先进电磁超材料
具有新特性的超材料在过去的几十年中引起了广泛的研究关注。已报道的超材料已在各个工程领域中被提出和开发了许多应用。具体而言，对于具有窄谐振线宽和强谐振强度的谐振型超材料，谐振频率和强度高度依赖于由环境物理或化学参数变化引起的超原子结构和/或基底介质性质的变化。因此，近年来开发了用于谐振型超材料单元或阵列的物理或化学传感应用。在这篇小型综述中，为了帮助这些领域的研究人员赶上最新的研究进展，我们想总结一下最近报道的基于不同种类超材料的高性能超材料启发式传感应用，特别是温度传感应用。重要的是，通过分析几种传统超材料单元的优缺点，讨论了新提出的高品质因数超材料单元在灵敏度和分辨率方面的高精度传感应用。这篇小型评论可以指导超材料启发传感器领域的研究人员找到一些高精度传感的新设计路线。
热超材料的最新进展及其在电子封装中的未来应用
热超材料表现出自然界中不存在的热特性，但可以合理设计以提供控制热传递的独特能力。最近的进展已经证明了对传导热传递的成功操纵，并导致了新型导热结构，如热斗篷、聚光器等。这些进展意味着在复杂系统中引导热传递的新机会和与电子热管理相关的新封装方法。这些方面很重要，因为电子封装朝着更高功率、更高密度和 2.5D/3D 集成的方向发展，这使得热管理更具挑战性。虽然基于大导热率材料以及热管和热交换器的传统冷却解决方案可以以均匀的方式将热量从热源散发到热源，但热超材料可以帮助以确定性的方式散热，避免热串扰和局部热点。本文回顾了与电子封装可能相关的热超材料的最新进展。本文在概述最新和关键的 2.5D/3D 集成封装挑战的同时，还讨论了热超材料对未来电子封装热管理的影响。热超材料可以为非平凡的热管理挑战提供解决方案。未来的研究将需要接受在高性能异质封装中实施热超材料设计的新挑战，以继续推进电子封装的最新技术。[DOI：10.1115/1.4047414]
超薄脉冲直流磁控溅射马立克铝膜的优化：用于双曲超材料、晶体技术，MDPI AG，vol
摘要：双曲超材料的未来应用需要具有替代超薄导电/电介质膜的材料堆栈，这些薄膜具有良好的厚度均匀性和降低的粗糙度。在这项工作中，使用田口方法优化了铝的脉冲直流磁控溅射技术，以制造具有改进的粗糙度水平的铝膜。进行的结构表征证明了较小的铝畴和更好的表面均匀性。优化的工艺用于制造 Al / HfO x 多层结构作为超材料介质。在紫外/可见光范围内对所制造的结构进行了光学表征。所提出的发现证明了所检查堆栈的有效反射率的可调谐性效应。所提出的结果对于未来基于双曲超材料的新型光子装置中的多层结构的应用很有希望。
采用增材制造技术的超材料
估计每次收集此信息的平均公共报告负担为 1 小时，包括审查说明、搜索现有数据源、收集和维护所需数据以及完成和审查此信息收集的时间。请将有关此负担估计或此信息收集的任何其他方面的评论（包括减轻此负担的建议）发送至国防部华盛顿总部服务处信息行动和报告局 (0704-0188)，地址：1215 Jefferson Davis Highway, Suite 1204, Arlington, VA 22202-4302。受访者应注意，尽管法律有其他规定，但如果信息未显示当前有效的 OMB 控制编号，则任何人均不会因未遵守信息收集而受到任何处罚。请不要将您的表格寄回上述地址。
研究论文：受鲨鱼皮启发的磁活性可重构声学超材料
现有的大多数声学超材料依赖于具有固定配置的架构结构，因此，一旦结构制成，其属性就无法进行调制。新兴的主动声学超材料为按需切换属性状态提供了有希望的机会；然而，它们通常需要束缚负载，例如机械压缩或气动驱动。使用不受束缚的物理刺激来主动切换声学超材料的属性状态仍未得到很大程度上的探索。在这里，受鲨鱼皮小齿的启发，我们提出了一类主动声学超材料，其配置可以通过不受束缚的磁场按需切换，从而实现声学传输、波导、逻辑运算和互易性的主动切换。关键机制依赖于磁可变形米氏谐振器柱 (MRP) 阵列，这些阵列可以在垂直和弯曲状态之间调整，分别对应于声学禁止和传导。 MRP 由磁活性弹性体制成，具有波浪形空气通道，可在设计的频率范围内实现人工米氏共振。米氏共振会诱发声学带隙，当柱子被足够大的磁场选择性弯曲时，声学带隙会闭合。这些磁活性 MRP 还可用于设计刺激控制的可重构声学开关、逻辑门和二极管。本范例能够创建第一代不受束缚的刺激诱导的主动声学元设备，可能具有广泛的工程应用，包括从噪声控制和音频调制到声波伪装。
评估用于控制软件定义超材料的能量收集太赫兹纳米网络的可靠性
在太赫兹 (THz) 频段工作的电磁纳米网络正在成为一种有前途的技术，用于支持各种纳米级应用。在这种尺度下，使用电池在许多情况下是不可行的，因此纳米节点预计只使用依赖能量收集的电容器来工作。这将导致能量存储容量受限且充电速率不可预测，进而导致纳米节点的非周期性间歇性开关行为。这种模式目前在很大程度上尚未被探索，因此很难断言可实现的网络可靠性。为了提供初步见解，我们研究了在接收纳米节点间歇性开关行为的情况下，单跳下行链路广播场景中纳米级 THz 通信的可靠性。我们这样做是因为我们相信可靠的通信与软件控制的超材料应用高度相关。我们的结果表明，需要智能选择能级来打开和关闭无电池纳米节点。此外，也许与直觉相反，我们证明数据包的重复会大大降低所考虑的纳米网络的可靠性。