论文翻译——柔性超表面超材料

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1、柔性超表面和超材料：微、纳材料及其制备工艺Flexiblemetasurfacesandmetamaterials:Areviewofmaterialsandfabricationprocessesatmicro-andnano-scalesSumeetWalia,CharanM.Shah,PhilippGutruf,HusseinNili,DibakarRoyChowdhury,WithawatWithayachumnankuLMadhuBhaskaran,andSharathSriram三碗译摘要：使用柔性基板的超材料具备可弯曲、拉伸、旋转的特性，这为电磁波的控制提

2、供了新的方向，并口为新功能和设计的研发提供了依据。本文综述了基于柔性町塑基板的THz、可见光频段的超材料及其加工技术，并且提及了设备的调谐方法。在论述加工工艺及处理技术Z后，文章屮给读者总结出了适合柔性超材料基板的电磁和机械特性，并提到了用于实现超材料可调谐性的新方法。把超材料变成可实际应用的设备已是大势所趋。弓I言：超材料是一种亚波长工程结构的电磁材料，通过特殊设计，它可以展示出入射电磁波电磁的耦合。这让超材料具备了-•些特性，比如界常反射及折射、完美吸波和亚波长聚焦等。但是，由于缺少稳定可靠的调谐技术，超材料广泛应用的脚步被长期的制约着。可协调性可以通过操作控制材料

3、和入射波的交互作用来得到，以此来达到所需的波的传播、反射及吸收。尽管超材料设计的儿何可测性给了超材料过去儿十年的辉煌，如果所使用的材料是柔性的，对于（Hz方面的应用，如隐身、传感、超透镜（一种拥有在衍射极限F分辨率的透镜）、芯片上光了及光电了器件、完美吸波器和能量收集可以得到很好的改善。柔性器件依赖于较低的表面能虽复合材料而实现，如聚二川基硅氧烷橡胶，它可以粘附在一些等介的表面以便组合到弯曲的表面、表皮或者包装材料上面，而不仅仅是用在坚硬平整的面上。超材料的柔性表现可以使它來做有轻量透明要求的物体的包装。同样的，超材料的应用打开了一个新的篇章,如遥感技术、町调光V频率谐

4、振器等。柔性也可以用来获得可调的超材料，这与材料基片特性紧密相关。另外，功能超材料与合适基片的结合，有望把tHz阶超材料从二维设计带到三维结构上去。拥有柔性、可塑形基片的超材料也可以用在不平整的衣而上。如何有效拓展超材料这一优势，基片介电常数是关键。同时，超材料的这种结构可以调谐及加强波的传输或反射响应。同样地,将传统的微纳技术应用在这种柔性可塑形基片上也展现岀很大的突破：造出了可以轻松放进人体的传感器、覆盖不平整表面的隐身层、负指数材料、牛•物分子传感器、等离子设备和吸波器。关于这个主题的近期综述突出了超材料重要意义的发展潜力和合成技术的发展态势。刘等研究人员所发表的

5、一篇关于亚波长超材料综述了亚波长可调谐超材料，它的可调谐性由机械形变和品格位移而产生。同时，另外的文章也综述了基于近场耦合和非线性原理的应用的可调谐性。另外还有很好的文章包含了别的方面，如：设计、激励、超材料的机械形变以及可调谐能力的存在。然而，据我们所知，并没有一篇全面综述了柔性超材料基片特性、加工及调谐科技的文章。木文论述了使用柔性可幫形基片来调谐超材料的谐振频率，批判地比较了各种应用了柔性基片和复合材料材料的电磁及机械特性，评估了包含近期3D方法在内的柔性超材料的精确制造技术。最后，展望未来，引出基于弹性材料的应用：调谐的可逆性。超材料中的柔性基片柔性基片给探索由

6、机械形变引起的超材料特性提供了理想的平台。柔性材料在超材料中的应用所展示出的新功能引起了世界范围的关注c这种弹性基片Z所以引起人们特别的兴趣在于它的可以通过机械形变而得到很大范围的频率调谐的特性，因此町以摒弃传统上为达到同样目的所需的外部激励和偏压。用在弹性基片上的共鸣器结构展示出对结构因子很高的敏感度，它可以対很小的尺寸改变而很容易做岀响应。这种机械调谐超材料已被证实应用在了无线传感装置、生物分子传感装置及吸波器上。在超材料屮普遍应用的弹性基片是聚二甲基硅氧烷橡胶和聚酰亚胺，主要是因为它们在柔性电了方面的广泛应用。还冇一些其他的柔性某片如Mctaflcx（使物体在较长

7、波长中隐身）、聚乙烯蔡、聚对苯二甲酸乙二醇脂、聚甲棊内烯酸甲脂和聚苯乙烯。电磁特性尽管超材料的电磁特性继承于亚波长谐振器的设计,但这也不排除超材料的成分对其的影响。为了优化超材料的电磁特性，基片的选取以以下要素为基准：1,低介电常数，用来维持谐振强度，形成宽带超材料；2,低吸收（吸收系数），使透过或沿着基片传播的波强度最人化。选用低的折射率可以减小基片上的反射损失。折射率n和介电常数£有着密切的联系:n=^£0一些常用复合材料基片的重要电磁特性展示在表1里面。工艺和机械特性复合材料可以提供广泛的町选特性来制备合适的、大面积的、低价的柔性超