一种层状插层改性复合材料及其实现负折射的方法技术

本发明专利技术属于光通讯、光电子技术领域，特别涉及一种层状插层改性复合材料及其实现负折射的方法。本发明专利技术通过直接反应法、离子交换法、分子嵌入法、剥离重组法、纳米粒子直接插层法、纳米粒子原位生成法等插层方法向层状材料单晶材料中插入金属纳米颗粒等，从而增强层状单晶材料的各向异性，使层状复合材料的介电矩阵为非正定矩阵而实现负折射。本发明专利技术从电磁波基本理论出发，提出了一种全新的实现电磁波负折射的方法，可以使工作频率提高到光频，同时简化了制备工艺，降低了成本，具有重要的学术意义和应用价值。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于光通讯、光电子
，特别涉及。
技术介绍
电磁波的负折射指当电磁波由一种介质入射到另一种介质中时，在界面处折射光和入射光分别位于法线同侧的特殊现象，此现象最早是由前苏联物理学家Veselago在理论上提出的。最早提出时要求材料的介电常数和磁导率同时为负，此时，因为在满足这些条件的材料中传播的电磁波的电矢量E、磁矢量H与波失K满足“左手定则”而称这种材料为左手材料。左手材料的实现多是基于人工金属结构单元与电磁波之间的电谐振和磁谐振来同时实现负介电常数和磁导率，从而得到负的折射率的。根据有效介质理论的要求，人工金属结构单元的尺寸必须远小于操作频率下电磁波的波长，因此，如果要提高操作频率就必须要降低人工结构单元的尺寸，从而产生了制备的局限性。同时，电谐振和磁谐振的同时发生产生了很强的电磁损耗。由于人工结构的上述的局限性，人们迫切地希望能够通过其他的超常电磁介质或者自然材料来实现电磁波的负折射特性。Lindell等人提出了一种利用强各向异性介质(Indefinite medium)来实现非左手特性的电磁波负折射。这种强各向异性介质的介电常数ε和磁导率μ的四个电磁分量中，只本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种层状插层改性复合材料，其特征在于：以插层客体材料作为导电层，通过在插层主体材料中插入插层客体材料，进行插层改性，获得导电层和介质层间隔排列的具有多层结构的插层改性复合材料；所获得的插层复合材料具有各向异性，其介电张量矩阵为非正定矩阵，即介电分量的符号不一致，有正有负，其基本单元为分子结构层，能在可见光频段使用；电磁波在此种插层复合材料中传播时，其等频线为双曲线；所述插层主体材料具有各向异性，为层状单晶材料；所述插层客体材料要充当导电层，为金属或导电有机物材料。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：周济，吴红亚，孙竞博，
申请(专利权)人：清华大学，
类型：发明
国别省市：