.Turning Heat Into Custom Light With Advanced Nanotechnology
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.Turning Heat Into Custom Light With Advanced Nanotechnology
첨단 나노기술을 사용하여 열을 맞춤형 조명으로 전환
GC/CUNY, Advanced Science Research Center 제공2024년 8월 26일
열 메타표면 열 메타표면은 유리(파란색)와 금속 거울(금색) 위에 나노구조 실리콘(회색)의 단일 층으로 만들어집니다. 나노구조 표면은 특별히 맞춤 제작되어 원하는 방향으로 원형 편광된 빛을 열적으로 방출합니다. 이 발전은 우주 기반 응용 프로그램, 생물학 및 지질학 현장 연구, 군사 작전에 필수적인 소형, 저렴하고 휴대하기 편리한 광원을 만드는 데 유망합니다. 출처: Adam Overvig CUNY
대학원 센터의 연구자들은 메타표면을 사용하여 열 복사의 광학적 속성을 조작하는 데 있어 상당한 진전을 이루었습니다. 이들의 최근 연구는 이러한 2차원 소재가 어떻게 열 복사를 제어해 사용자 정의 가능한 광원을 생성할 수 있는지 보여주며, 이는 군사 작전부터 우주 기술까지 다양한 응용 분야에 영향을 미칠 수 있습니다. 조명 제어의 획기적인 발전 획기적인 진전으로, CUNY 대학원 센터(CUNY ASRC)의 Advanced Science Research Center 연구원들은 메타서페이스(나노 스케일 로 구조화된 2차원 소재)가 메타서페이스 자체 내에서 생성된 열 복사의 광학적 특성을 정확하게 제어할 수 있다는 것을 실험적으로 입증했습니다.
Nature Nanotechnology 에 게재된 이 선구적인 연구는 전례 없는 기능을 갖춘 맞춤형 광원을 만드는 길을 열어 광범위한 과학 및 기술 응용 분야에 영향을 미칩니다. 열 복사(물질의 열에 의한 무작위 변동으로 생성되는 전자기파의 한 형태)는 본질적으로 광대역이며 여러 색상으로 구성됩니다. 백열전구에서 방출되는 빛이 좋은 예입니다. 또한 편광되지 않으며 무작위성으로 인해 모든 방향으로 퍼집니다. 이러한 특성은 종종 잘 정의된 빛 속성이 필요한 응용 분야에서의 유용성을 제한합니다. 반면, 정의된 주파수, 편광 및 전파 방향으로 알려진 레이저 광은 잘 정의되어 있어 현대 사회의 많은 주요 응용 분야에 매우 귀중합니다.
빛 형성하기 메타서페이스는 나노필러의 정교하게 설계된 모양을 표면에 배열하여 전자기파를 제어함으로써 더 큰 유용성을 위한 솔루션을 제공합니다. 연구자들은 이러한 구조를 변화시킴으로써 빛 산란을 제어하고, 효과적으로 사용자 정의 방식으로 빛을 "형성"할 수 있습니다. 그러나 지금까지 메타서페이스는 레이저 광원을 제어하기 위해서만 개발되었으며, 부피가 크고 비싼 여기 설정이 필요합니다.
-"저희의 궁극적인 목표는 외부 레이저 소스가 필요 없지만 자체 열 복사가 방출되고 전파되는 방식을 정확하게 제어할 수 있는 메타표면 기술을 구현하는 것입니다." 논문의 주요 저자 중 한 명인 Adam Overvig는 이전에 CUNY ASRC의 Photonics Initiative에서 박사후 연구원으로 재직했으며 현재 Stevens Institute of Technology에서 조교수로 재직하고 있다고 말했습니다.
"저희 연구는 외부 레이저 소스가 필요 없지만 열에 의해 구동되는 물질의 내부 비간섭 진동으로 공급되는 새로운 종류의 메타표면의 기반을 제공하는 이 탐구에서 중요한 단계입니다." 열 복사 제어 혁신 연구팀은 이전에 적절하게 설계된 메타표면이 생성하는 열 복사를 형성하여 정의된 주파수, 사용자 정의 편광, 심지어 홀로그램을 생성할 수 있는 원하는 파면 모양과 같은 바람직한 특징을 부여할 수 있다는 것을 보여주는 이론적 연구를 발표 했습니다. 이 연구는 기존의 메타표면과 달리 적절하게 설계된 메타표면이 새로운 방식으로 자체 열 복사를 생성하고 제어할 수 있다고 예측했습니다.
이번 돌파구에서 팀은 이러한 예측을 실험적으로 검증하고 새로운 기능을 구축하기로 했습니다. 메타서피스는 이전에 구상했던 우아하지만 실현하기 어려운 장치 아키텍처를 2D 패턴이 있는 단일 구조화된 레이어로 단순화하여 달성했습니다. 이 간소화된 디자인은 더 쉬운 제작과 실용적인 구현을 용이하게 합니다. 기존의 열 복사는 편광되지 않지만, 연구의 주요 초점은 전기장이 회전 방식으로 진동하는 원형 편광 빛으로 열 복사를 가능하게 하는 것이었습니다. 최근 연구에서는 반대 원형 편광(각각 좌선 및 우선 특성으로 회전)을 반대 방향으로 분할할 수 있음을 보여주었지만, 방출된 빛의 편광을 추가로 제어하는 데는 근본적인 한계가 있는 것으로 보였습니다.
팀의 새로운 디자인은 이러한 한계를 뛰어넘어 단일 방향으로 원형 편광의 비대칭 방출을 허용하여 열 방출에 대한 완전한 제어를 보여줍니다. 사용자 정의 조명 소스 및 미래 전망 " 맞춤형 광원은 여러 과학 및 기술 분야에 필수적입니다." 뉴욕 시립 대학원 센터의 저명한 교수이자 물리학의 아인슈타인 교수이자 CUNY ASRC Photonics Initiative의 창립 이사인 Andrea Alù의 말입니다.
-"원하는 스펙트럼, 편광 및 공간적 특성을 갖춘 소형 경량 광원을 만드는 능력은 우주 기반 기술, 지질학 및 생물학 분야의 현장 연구, 군사 작전과 같이 휴대성이 필요한 애플리케이션에 특히 매력적입니다. 이 연구는 이러한 기능을 실현하기 위한 중요한 단계를 나타냅니다." 연구팀은 현재 연구에 적용된 원리를 발광 다이오드(LED)로 확장하여 제어하기 어렵기로 악명 높은 또 다른 매우 흔하고 저렴한 광원을 향상시킬 수 있는 잠재력을 가지고 있다고 밝혔습니다. 앞으로 연구팀은 이러한 구성 요소를 결합하여 장치 위의 특정 지점에 열 방출을 집중시키거나 열 홀로그램을 만드는 것과 같이 더 복잡한 열 방출 패턴을 달성하는 것을 목표로 합니다. 이러한 발전은 맞춤형 광원의 설계와 기능에 혁명을 일으킬 수 있습니다. 이 연구는 국방부 Vannevar Bush 교수 펠로우십, Simons 재단, 공군 과학 연구실 MURI 프로그램의 지원을 받았습니다.
참고문헌: J. Ryan Nolen, Adam C. Overvig, Michele Cotrufo 및 Andrea Alù의 "열 메타표면의 편광 및 기하학적 위상의 국소 제어", 2024년 8월 23일, Nature Nanotechnology . DOI: 10.1038/s41565-024-01763-6
https://scitechdaily.com/turning-heat-into-custom-light-with-advanced-nanotechnology/
mssoms 메모 2408270401
전구의 빛은 무작위 열복사을 통해 사방으로 퍼져 나간다. 그러나 잘 정의된 경량화된 레이저나 편광은 다이오드로 확장하여 다양한 잠재력을 가진다. 이에는 2차원 메타표면을 사용하여 열 복사의 광학적 속성을 조작하는 데 있어 상당한 진전을 이루었다.
메타표면은 msbase로 정의될 수 있는 전자기파 영역이다. 그 표면은 이미 qpeoms층으로 잘 정의역()되어 초박막 3d.100억층 메타 서페이스 제작도 이론상 쉽게 가능하다. 허허. 자체 발광이나 광원의 저렴한 생산을 가능케 하여 응용분야가 무궁무진하다. 허허.
mssoms memo 2408270401
The light from a light bulb is scattered in all directions through random thermal radiation. However, well-defined lightweight lasers or polarizations can be extended to diodes and have various potentials. Significant progress has been made in manipulating the optical properties of thermal radiation using two-dimensional metasurfaces.
A metasurface is an electromagnetic wave domain that can be defined as msbase. The surface is already well-defined as a qpeoms layer, so it is theoretically easy to fabricate an ultra-thin 3D.10 billion layer metasurface. Hehe. It enables self-luminescence or low-cost production of light sources, so the applications are endless. Hehe.
Example 1.
vix.a'6//vixx.a(b1,g3,k3,o5,n6)
b0acfd|0000e0
000ac0|f00bde
0c0fab|000e0d
e00d0c|0b0fa0
f000e0|b0dac0
d0f000|cae0b0
0b000f|0ead0c
0deb00|ac000f
ced0ba|00f000
a0b00e|0dc0f0
0ace00|df000b
0f00d0|e0bc0a
sample qoms (standard)
0000000011=2,0
0000001100
0000001100
0000010010
0001100000
0101000000
0010010000
0100100000
2000000000
0010000001
sample pms (standard)
q0000000000
00q00000000
0000q000000
000000q0000
00000000q00
0000000000q
0q000000000
000q0000000
00000q00000
0000000q000
000000000q0
Sample msoss
zxdxybzyz
zxdzxezxz
xxbyyxzz
zybzzfxzy
cadccbcdc
cdbdcbdbb
xzezxdyyx
zxezybzyy
bddbcbdca
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