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하향식 설계로 파동을 제어할 수 있는 메타물질 개발
대표 URL https://www.sciencedaily.com/releases/2018/01/180118100819.htm
작성자 관리자 게시일 2018.02.09 조회수 3,714

미국 켈리포니아 공과대학의 Chiara Daraio 교수 연구진과 스위스 ETH Zürich 대학의 Sebastian Huber 교수 연구진은 마치 블록을 쌓듯 조립하여 목적에 맞게 파동을 제어할 수 있는 메타물질 개발에 성공하였다. 파장보다 충분히 작은 구조를 공학적으로 설계하여 음의 굴절률 등 자연계에 존재하지 않는 물성을 구현할 수 있는 메타물질 기술은 무궁무진한 가능성을 갖는 반면 기하학적 구조로 결정되는 물성을 평가한 뒤 반복 시뮬레이션을 거쳐 설계해야 하는 한계점도 가지고 있다.  

연구진은 역학파의 공진 모드를 결정하는 구멍이 뚫린 사각형 판과 모드간의 상호 작용을 가능하게 하는 얇은 끈으로 구성된 메타물질을 제안하였다. 이 구조는 이웃 구조와 약하게 상호 작용하는 특성을 가지기 때문에 디바이스를 구성하는 메타물질 각각을 독립적으로 설계할 수 있는 장점을 갖는다. 연구진은 물성에 해당하는 메타구조를 데이터 베이스화하여 디바이스 설계 시간을 획기적으로 단축시킬 수 있었으며, 음의 굴절률뿐만 아니라 매질의 가장자리로만 파동이 전파되는 위상 절연체를 설계하여 시뮬레이션 결과를 통해 그 정확도를 검증하였다.

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