Les métamatériaux Fabricating aide de la méthode de tirage de fibre

Les métamatériaux sont des matériaux synthétiques composites, fabriqués par assemblage de composants beaucoup plus petits que la longueur d'onde à laquelle ils opèrent ^1. Ils doivent leurs propriétés électromagnétiques de la structure de leurs électeurs, au lieu de les atomes qui les composent. Par exemple, des fils métalliques sous-longueur d'onde peut être agencé pour posséder une permittivité électrique effectif qui est soit positif, soit négatif à une fréquence donnée, à la différence des métaux eux-mêmes ^2. Ce contrôle sans précédent sur ​​le comportement de la lumière peut potentiellement conduire à un certain nombre de nouveaux dispositifs, tels que les capes d'invisibilité ^3, négatifs matériaux à indice de réfraction ^4, et des lentilles qui résolvent des objets en dessous de la limite de ⁵ diffraction. Toutefois, les métamatériaux fonctionnant à des fréquences optiques, infrarouge moyen et térahertz sont classiquement réalisées en utilisant des nano-et micro-fabrication qui sont coûteux et produire des échantillons qui sont tout au plus quelques centrestimetres de taille ^6-7. Nous présentons ici un procédé de fabrication pour produire des centaines de mètres de métamatériaux de fils métalliques sous forme de fibres, qui présentent une réponse plasmonique térahertz ^8. On combine la pile et-dessiner technique utilisée pour produire la fibre optique microstructurée polymère ⁹ avec le processus de Taylor-fil ^10, en utilisant des fils à l'intérieur d'indium polyméthacrylate de méthyle (PMMA) tubes. Le PMMA est choisi parce qu'il est un outil facile à manipuler, diélectrique étirable avec convenables propriétés optiques dans la région terahertz; indium, car il a une température de fusion de 156,6 ° C, ce qui est approprié pour codrawing avec le PMMA. On inclut un fil d'indium de 1 mm de diamètre et de pureté 99,99% dans un tube de PMMA avec 1 mm de diamètre interne (ID) et 12 mm de diamètre extérieur (OD) qui est fermé à une extrémité. Le tube est mis sous vide et étirée à un diamètre extérieur de 1,2 mm. La fibre obtenue est ensuite coupée en morceaux plus petits, et empilées dans un tube plus grand PMMA. Cette pile est fermé à uneextrémité et introduite dans un four tout en étant tiré rapidement, ce qui réduit le diamètre de la structure d'un facteur 10, et l'augmentation de la longueur d'un facteur de 100. Ces fibres possèdent des caractéristiques de la micro-et nano-échelle, sont intrinsèquement flexibles, masse-productible, et peuvent être tissés présentent des propriétés électromagnétiques qui ne sont pas trouvés dans la nature. Ils représentent un tremplin prometteur pour un certain nombre de nouveaux dispositifs térahertz à partir des fréquences optiques, tels que les fibres invisibles, tissés négatifs chiffons indice de réfraction, et super-résolvant les lentilles.