电磁超材料

电磁超材料（electromagnetic metamaterials），工学-光学工程-材料与器件-超材料，亚波长尺度的人工基本单元周期或非周期地排列的材料。这些基本单元可自由设计、自由排列，获得自然材料不具备的特殊功能。20世纪90年代中后期，英国帝国理工学院的J.B.彭德里（John B. Pendry）等用人工设计的金属线和开口谐振环单元模拟原子结构，然后将这些人工原子按照周期性排列，分别实现了微波频段的负介电常数和磁导率，开启了电磁超材料研究的新篇章。2001年，美国加利福尼亚大学圣地亚哥分校的R.A.谢尔比等人釆用金属线阵列与开口谐振环阵列复合，实现了微波频段的左手材料，首次从实验角度验证了负折射特性。随着研究的深入，电磁超材料已经远远超出了左手材料的范畴。广泛认同的超材料涵盖所有由周期或非周期单元结构组成的新异电磁特性的人工复合功能材料，例如梯度折射率材料、极端参数电磁材料、电磁特性可调材料等。电磁超表面是一种特殊的二维电磁超材料，由单层或少数几层人工基本单元在平面上周期或非周期性地排列而成，具有厚度薄、损耗小、加工容易等优点，是电磁学和光学领域的研究热点。