陈焕阳|好好利用这种材料披上隐身斗篷的难度将大大降低( 二 ) 大大降低|光学|目标|隐身|斗篷

不用超材料也可实现隐身
面对超材料目前存在的局限性，科学家们又有了新突破。
近日，厦门大学物理科学与技术学院陈焕阳课题组联合其他研究人员在研究中发现，使用一种常见的二维天然材料三氧化钼(α-MoO3)制造隐身装置，可以达到超材料实现的隐身效果。这意味着，未来制造隐身设备的门槛会大幅降低，许多科幻电影、小说中描述的情形将有望在现实中出现。该研究成果发表在国际期刊《纳米光子学》杂志上。
研究人员发现，当把三氧化钼薄片卷在圆柱形光纤上时，在中红外电磁照明下的物体从视觉上消失了。这项最新模拟计算表明，天然材料三氧化钼具备超材料的特性，无需复杂加工即可成为理想的隐身材料。
陈焕阳解释，达到结构的法布里—珀罗共振的光能够以极小的散射通过三氧化钼隐身聚光器传播，并且能量在中心处得到加强，达
到隐藏电磁照明下的物体的目的，即隐身。 “三氧化钼把光沿着一定方向挤压进内核，相当于把光抓进了物体内，如果折射率和阻抗匹配，就感觉内核不存在，产生了隐身的效果。 ”陈焕阳说。
此外，利用三氧化钼代替超材料制造的新兴隐身器件在特定光源位置还表现出错觉效应，使得人无法通过外场判断光源的真实位置。
天然材料优势多多
“这是二维材料首次被用于变换光学器件的设计，通常我们需要超材料，但这次要简单得多。 ”陈焕阳介绍，人们通常认为，实现完美的隐身效果很大程度上要依赖人造材料，这次实验的成果为天然二维材料替代超材料制造隐身器件提供了新的可能。而且相比超材料，这种材料具有更多价格和制作上的优势。
【陈焕阳|好好利用这种材料披上隐身斗篷的难度将大大降低】除此之外，传统的超材料存在跨尺度制备难题。比如超材料人工原子为纳米结构，因此毫米尺寸器件涉及跨尺度制备，其计算、设计和制备都非常困难。而真正投入应用的隐身器件例如隐身斗篷，其尺寸一般更大，制备难度可想而知。利用二维层状材料，特别是具备光学各向异性的二维层状材料，作为类似人工超材料的基本构筑单元，可以突破跨尺度制备难题。
该研究结果表明，双曲材料作为变换光学的新的材料基础，可以产生更多超越隐形聚光器的新纳米光子概念，如多频超散射、变换等离激元学等。
这项研究在初步实验中取得令人满意的结果，不过仍然处于验证阶段。 “各向异性和渐变是超材料的特性，也是变换光学所需要的，如果二维材料也能实现类似的调控，将是一个非常有前景的领域。 ”陈焕阳介绍，在一些研究人员合作进行的另一项研究中，研究人员合作构筑的叠层结构，已经可以通过控制两片三氧化钼晶体的叠层转角，从光学上实现从椭圆色散到双曲色散的各向异性连续调控。虽然目前渐变调控还存在困难，但相信不久的将来，这些难题能够被攻破。

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