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学院梅中磊副教授小组的研究成果被PRL收录
加入时间:2015年03月14日  出处:本站原创  作者:佚名  点击:

2012627,我校信息科学与工程学院梅中磊副教授研究小组投送Phys. Rev. Lett.的科研论文:D. C. Electric Invisibility Cloak(直流电型隐形装置),被该期刊正式接收,并即将于近期出版。PRL官方网站上已经公布了录用结果,并给出了论文的摘要信息。这也是信息学院建院以来首次在该期刊发表重要论文。

该论文第一作者为我院2009级电信基地班本科生杨帆同学,充分说明我院在本科人才培养方面取得的突出成绩;实验设备加工、测量在我院大学生茂宁社(创新实验室)进行,也反映我院在创新实验室建设方面迈出了重要一步。

Physical Review Letters(物理评论快报,简称PRL),是美国物理学会主办的高水平的学术期刊,影响因子高达7.3282010年数据),在物理学领域几乎是最权威的杂志,除去综合性的期刊ScienceNature,以及刊载综述文献的Reviews of Modern Physics,以及像nanoletterJHEP等具体学科的期刊之外,PRL是物理类影响因子最高的学科内综合性期刊。

该论文的相关理论推导、实验加工、测量等,均在兰州大学信息科学与工程学院完成。论文在准备过程中,也受到长江学者、东南大学毫米波国家重点实验室崔铁军教授的详细指导和帮助,因此,也是东、西两所高校协同创新的产物。梅中磊副教授所带领的研究小组,从2008年开始就对人工电磁材料、电磁隐形衣、变换光学理论等进行了跟踪,并在诸多国际知名刊物如Optics ExpressJOSAIEEE Trans. Antenna PropagationNew Journal of PhysicsJournal of Physics DJournal of Applied Physics等,发表了一系列的文章。被PRL收录的论文,则是该研究小组在人工电磁材料方面的一项重要标志性研究成果。

古今中外,关于隐形的话题一直被人们不断的演绎:无论是古希腊《理想国》中牧羊人的隐形戒指,还是中国成语故事中楚人的“蝉翳叶”;无论是流传悠久的古典名著《西游记》中孙悟空的万千变化,还是风靡全球的国外大片《哈里波特》中主人公的隐形斗篷。隐形,这件貌似不可思议的事情,总是随着文艺作品的流传不断进入人们视野,成为大家茶余饭后津津乐道的谈资。

科学上,关于电磁隐形衣的研究也一直是科研领域的热点问题。2006年,英国物理学家J. B. PendryScience上发表论文,提出了基于变换光学理论控制电磁波的思想,并基于此设计了一个极为优雅的隐形衣设计,再一次激发了人们对这一领域的向往。同年,美国杜克大学D. R. Smith小组首次在实验上验证了上述电磁隐形衣,并将成果发表在Science上。而这一研究被Science杂志评为2006的全球十大科技成果。此后,关于电磁隐形衣的研究在全球范围内如火如荼的开展起来。就目前为止,电磁隐形衣的研究,已经从最初的微波波段,逐步向远红外、红外、近红外、可见光等频段扩展,并且延伸到表面等离激元、表面波、声学、力学、物质波、热力学等领域。而关于时间域的隐形衣,也已经在最近完成了实验上的验证。

 作为时变电磁场的特例,静电(磁)隐形衣的研究也具有重要的理论价值和实际意义。2012年初,Science杂志上首次报道了关于直流磁型隐形衣的研究成果,另外一个科研小组相似的成果也在同一时期刊登在Advanced Material上。上述研究都是基于超导材料,工作在零频率下。在这种背景下,梅中磊副教授研究小组提出并加以实验验证的直流电型隐形衣,正好与上述研究形成互补,构成了静电(磁)隐形领域的一套完整理论。(需要指出的是,在我们整理提交论文的时候,上述两篇论文刚好出版)。

他们所提出的隐形装置工作在直流下,基于变换光学理论所设计的这种隐形衣需要使用非均匀、各向异性的电导率材料构建。这在实际加工中受到诸多限制。该研究小组充分结合自身优势,因地取材,创造性采用各向异性的电阻网络搭建了直流电型隐形衣,首次进行实验加工并进行了实际测量。实测结果充分证实了该隐形器件的优异性能。

电磁隐形衣的研究在国防和军事领域具有重大应用前景。直流电型隐形衣除了具有上述应用之外,在生物电阻抗成像、地球资源勘探、地下/水下考察、目标隐藏与伪装等领域,也具有非常广阔的应用。与此同时,将上述机理用于石墨烯领域,完成对石墨烯表面传导电流的有效操控,也是这套理论的一个重要应用领域。

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