
透明电子设备可能具有众多宝贵的实际应用。除其他之外,它们可以促进新型光学设备、智能设备或可穿戴设备、无形太阳能电池板和集成通信系统的开发。
西安电子科技大学、东南大学和武汉理工大学的研究人员最近基于准一维表面等离子体极化子(准一维SPP)结构开发了一种新的、极具潜力的透明元器件。这些设备在《自然电子学》杂志上发表的一篇论文中详细介绍,可以用于开发光学和射频透明的无线通信系统和其他有前景的技术。
透明和隐形电子设备是科学家和工程师热衷追求的目标。目前,透明电子设备通常依靠光导材料的固有特性,但这些材料在射频上是不透明的,且工作效率低下。SSP可以用于集中、引导和增强能量。然而,在光学和射频透明性的发展中使用SPP的应用仍然是一个空白。
研究团队最近的主要目标是制造出在光学(即视觉)和射频水平上都是透明的新型元器件(即基于变形材料的器件)。他们制造的设备是基于准一维SSP(即高度限制的电磁表面波,沿着介质和金属的界面传播)和优质细金属线构成的,这与他们之前的工作中的常规SPP设备有很大的不同。准一维SPP结构由细金属线构成的亚波长单元提供局限的SPP波,同时提供超过90%的光学和射频透射率。
研究人员采用的方法具有几个优点。值得注意的是,它可以产生任意形状的波导,拥有很大的拓扑鲁棒性,并且可以将SPP波转化为所谓的空间波(即可以在空间中传播的无线电波,例如通过天线或其他设备进行传输)的转换器。
为了证明透明元器件的潜力,研究团队使用它们创建了一个无线通信方案,并成功将图像从一个基于准一维SPP的元器件传输到另一个。
将来,他们的工作可能为5G甚至是6G通信的新型光传输和射频隐身无线传输系统的发展做出贡献。此外,它还可能帮助满足物联网应用、智能家居系统、连接车辆和其他依赖良好无线通信的系统的需求。
在下一项研究中,团队计划系统地应用这种技术,包括基于准一维SPP结构的各种透明天线和透明微波器件,并将它们与我们生活中的物体结合起来,创造出一种感知不到的物联网时代。