PL231178B1 - Method for obtaining natural material with negative refractive index and its application - Google Patents
Method for obtaining natural material with negative refractive index and its applicationInfo
- Publication number
- PL231178B1 PL231178B1 PL409727A PL40972714A PL231178B1 PL 231178 B1 PL231178 B1 PL 231178B1 PL 409727 A PL409727 A PL 409727A PL 40972714 A PL40972714 A PL 40972714A PL 231178 B1 PL231178 B1 PL 231178B1
- Authority
- PL
- Poland
- Prior art keywords
- refractive index
- negative
- negative refractive
- mhz
- ghz
- Prior art date
Links
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B1/00—Optical elements characterised by the material of which they are made; Optical coatings for optical elements
- G02B1/002—Optical elements characterised by the material of which they are made; Optical coatings for optical elements made of materials engineered to provide properties not available in nature, e.g. metamaterials
- G02B1/007—Optical elements characterised by the material of which they are made; Optical coatings for optical elements made of materials engineered to provide properties not available in nature, e.g. metamaterials made of negative effective refractive index materials
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
- C04B35/01—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics
- C04B35/26—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics based on ferrites
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
- C04B35/515—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on non-oxide ceramics
- C04B35/52—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on non-oxide ceramics based on carbon, e.g. graphite
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
- C04B35/622—Forming processes; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
- C04B35/64—Burning or sintering processes
- C04B35/645—Pressure sintering
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
- H05K9/00—Screening of apparatus or components against electric or magnetic fields
- H05K9/0073—Shielding materials
- H05K9/0081—Electromagnetic shielding materials, e.g. EMI, RFI shielding
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
- C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
- C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
- C04B2235/32—Metal oxides, mixed metal oxides, or oxide-forming salts thereof, e.g. carbonates, nitrates, (oxy)hydroxides, chlorides
- C04B2235/3205—Alkaline earth oxides or oxide forming salts thereof, e.g. beryllium oxide
- C04B2235/3215—Barium oxides or oxide-forming salts thereof
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
- C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
- C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
- C04B2235/32—Metal oxides, mixed metal oxides, or oxide-forming salts thereof, e.g. carbonates, nitrates, (oxy)hydroxides, chlorides
- C04B2235/3262—Manganese oxides, manganates, rhenium oxides or oxide-forming salts thereof, e.g. MnO
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
- C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
- C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
- C04B2235/32—Metal oxides, mixed metal oxides, or oxide-forming salts thereof, e.g. carbonates, nitrates, (oxy)hydroxides, chlorides
- C04B2235/327—Iron group oxides, their mixed metal oxides, or oxide-forming salts thereof
- C04B2235/3272—Iron oxides or oxide forming salts thereof, e.g. hematite, magnetite
- C04B2235/3274—Ferrites
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
- C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
- C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
- C04B2235/32—Metal oxides, mixed metal oxides, or oxide-forming salts thereof, e.g. carbonates, nitrates, (oxy)hydroxides, chlorides
- C04B2235/3284—Zinc oxides, zincates, cadmium oxides, cadmiates, mercury oxides, mercurates or oxide forming salts thereof
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
- C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
- C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
- C04B2235/42—Non metallic elements added as constituents or additives, e.g. sulfur, phosphor, selenium or tellurium
- C04B2235/422—Carbon
- C04B2235/425—Graphite
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
- C04B2235/70—Aspects relating to sintered or melt-casted ceramic products
- C04B2235/96—Properties of ceramic products, e.g. mechanical properties such as strength, toughness, wear resistance
- C04B2235/9646—Optical properties
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
- H01F41/00—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or assembling magnets, inductances or transformers; Apparatus or processes specially adapted for manufacturing materials characterised by their magnetic properties
- H01F41/02—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or assembling magnets, inductances or transformers; Apparatus or processes specially adapted for manufacturing materials characterised by their magnetic properties for manufacturing cores, coils, or magnets
- H01F41/0206—Manufacturing of magnetic cores by mechanical means
- H01F41/0246—Manufacturing of magnetic circuits by moulding or by pressing powder
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Shielding Devices Or Components To Electric Or Magnetic Fields (AREA)
- Inorganic Compounds Of Heavy Metals (AREA)
Description
Opis wynalazkuDescription of the invention
Przedmiotem wynalazku jest sposób otrzymywania materiału o ujemnym współczynniku załamania i jego zastosowanie.The subject of the invention is a method of obtaining a material with a negative refractive index and its use.
Materiał o ujemnym współczynniku załamana jest rodzajem materiału, który dzięki połączeniu materiałów składowych wykazuje szczególne właściwości elektromagnetyczne takie, jak między innymi ujemny współczynnik załamania.A material with a negative refractive index is a type of material which, due to the combination of its constituent materials, exhibits special electromagnetic properties, such as, among others, a negative refractive index.
Według teorii lewoskrętnej opracowanej przez Veselago [1] materiały charakteryzują się ujemnym współczynnikiem załamania n (określany także jako materiał lewoskrętny) o ile przenikalność dielektryczna ε i magnetyczna μ są ujemne we wspólnym obszarze częstotliwości pola elektromagnetycznego. Główną osobliwością takich materiałów jest to, że one cechują się niekonwencjonalną propagacją fali elektromagnetycznej, czyli fala elektromagnetyczna propaguje wewnątrz materiału w tej samej półpłaszczyźnie w której się pada, jak pokazano na Fig. 1.According to the left-handed theory developed by Veselago [1], materials are characterized by a negative refractive index n (also referred to as a left-handed material) as long as the dielectric ε and magnetic μ are negative in the common frequency region of the electromagnetic field. The main peculiarity of such materials is that they have unconventional electromagnetic wave propagation, i.e. the electromagnetic wave propagates inside the material in the same half-plane in which it falls, as shown in Fig. 1.
Smith [2] po raz pierwszy pokazał eksperymentalnie, że takie materiały mogą być wytworzone w postaci sztucznie zaprojektowanych struktur zbudowanych z okresowo ułożonych drutów, pierścieni i kratownic, pozwalających uzyskać ujemny współczynnik załamania przez specjalne dobrane wymiary elementów i ich własności.Smith [2] showed experimentally for the first time that such materials can be produced in the form of artificially designed structures made of periodically arranged wires, rings and trusses, allowing to obtain a negative refractive index by specially selected dimensions of the elements and their properties.
W stanie techniki znane są różne sposoby wytwarzania metamateriałów, czyli materiałów wytworzonych sztucznie, które posiadają własności nie występujących w naturalnie powstających materiałach, na przykład ujemny współczynnik załamania. Międzynarodowe zgłoszenie patentowe WO 2013091583A1 ujawnia sposób otrzymywania metodą „fleksybilną” wielowarstwowego metamateriału działającego w zakresie podczerwieni. Z kolei w amerykańskim zgłoszeniu patentowym US 20100314040 A1 opisano metodę otrzymywania warstwowego metamateriału składającego się z warstw nanorozmiarowych elektrycznych rezonatorów ułożonych jedną na drugą. Natomiast w amerykańskim patencie US 7799663 B2 ujawniono sposób otrzymywania półprzewodnikowego metamateriału składającego się z porowatej mikrostruktury zrobionej z półprzewodnika.Various methods are known in the art for the production of metamaterials, i.e. man-made materials that have properties not found in naturally arising materials, for example a negative refractive index. International patent application WO 2013091583A1 discloses a method for the preparation of a multilayer metamaterial operating in the infrared range by the "flexile" method. In turn, the US patent application US 20100314040 A1 describes a method of obtaining a layered metamaterial consisting of layers of nanosized electric resonators stacked one on top of the other. In contrast, the US patent US 7,799,663 B2 discloses a method of obtaining a semiconductor metamaterial consisting of a porous microstructure made of a semiconductor.
W amerykańskim zgłoszeniu patentowym US 20140131559 A1 opisano metodę otrzymywania „metamateriału do obrazowania” bazującego się na rezonatorach i soczewkach, gdzie zastosowano odpowiednią strukturę odpowiednio powiązanych segmentów i przerw.The US patent application US 20140131559 A1 describes a method of making an "imaging metamaterial" based on resonators and lenses, using an appropriate structure of respectively related segments and gaps.
W stanie techniki nie są znane naturalne materiały, a dokładniej materiały naturalnego pochodzenia, składające się ze związków chemicznych, które mogą demonstrować ujemny współczynnik załamania. Wszystkie rozwiązania ze stanu techniki przytoczone w niniejszym opisie choć pozwalają otrzymywać ujemny współczynnik załamania, to opierają się o materiały o sztucznym pochodzeniu.In the prior art, no natural materials are known, and more specifically materials of natural origin, consisting of chemical compounds that can demonstrate a negative refractive index. All the solutions from the state of the art described in this description, although they allow to obtain a negative refractive index, are based on materials of artificial origin.
Celem niniejszego wynalazku jest dostarczenie sposobu otrzymywania naturalnego materiału o ujemnym współczynniku załamania oraz możliwości jego zastosowania.The aim of the present invention is to provide a method of obtaining natural material with a negative refractive index and the possibility of its use.
Przedmiotem rozwiązania według wynalazku jest sposób otrzymywania naturalnego materiału o ujemnym współczynniku załamania charakteryzujący się tym, że miesza się co najmniej dwa związki chemiczne w postaci sproszkowanej, gdzie jeden związek posiada ujemne wartości przenikalności magnetycznej w zakresie od 100 MHz do 1 GHz zaś drugi związek posiada ujemne wartości przenikalności dielektrycznej przy zakresie częstotliwości fal elektromagnetycznych od 500 MHz do 1 GHz, po czym mieszankę związków poddaje się prasowaniu wstępnemu w temperaturze pokojowej pod ciśnieniem od 0,1 do 0,5 GPa, a następnie powstałą wypraskę poddaje się prasowaniu zasadniczemu w temperaturze od 20 do 2000°C pod ciśnieniem od 0,5 do 8 GPa., otrzymując materiał o ujemnym współczynniku załamania w zakresie częstotliwości fal elektromagnetycznych od 500 MHz do 1 GHz.The subject of the solution according to the invention is a method of obtaining natural material with a negative refractive index, characterized by mixing at least two chemical compounds in a powdered form, where one compound has negative magnetic permeability values in the range from 100 MHz to 1 GHz and the other compound has negative values. dielectric permittivity values at the frequency range of electromagnetic waves from 500 MHz to 1 GHz, then the mixture of compounds is pre-pressed at room temperature under a pressure of 0.1 to 0.5 GPa, and then the resulting compact is subjected to main compression at a temperature of 20 to 2000 ° C under pressure from 0.5 to 8 GPa., obtaining a material with a negative refractive index in the frequency range of electromagnetic waves from 500 MHz to 1 GHz.
Mieszanie związków prowadzi się aż do uzyskania homogennej mieszaniny, sposobami znanymi znawcom dziedziny, najczęściej poprzez ucieranie związków wejściowych w moździerzu, przy czym inne sposoby uzyskiwania jednorodnej mieszaniny są również objęte zakresem niniejszego wynalazku.The mixing of the compounds is carried out until a homogeneous mixture is obtained by methods known to those skilled in the art, most often by grinding the input compounds in a mortar, other methods of achieving a homogeneous mixture are also within the scope of the present invention.
Sposób wytworzenia naturalnego materiału o ujemnym współczynniku załamania według wynalazku podzielony jest na następujące etapy:The method of producing natural material with negative refractive index according to the invention is divided into the following steps:
a) mieszanie związków wyjściowych w postacie sproszkowanej, z których przynajmniej jeden we wspólnym obszarze częstotliwości ma ujemne wartości przenikalności dielektrycznej, a drugi związek ma ujemne wartości przenikalności magnetycznej, w moździerzu agatowym lub innym sposobem uzyskiwania jednorodnej mieszaniny, aż do uzyskania jednorodnej mieszaniny;a) mixing the starting compounds in powdered form, of which at least one in the common frequency region has negative dielectric permittivity values and the other compound has negative magnetic permeability values, in an agate mortar or other homogeneous mixture until a homogeneous mixture is obtained;
PL 231 178 B1PL 231 178 B1
b) mieszaninę związków poddaje się wstępnemu prasowaniu w temperaturze pokojowej (około 20°C) pod ciśnieniem od 0,1 do 0,5 GPa.b) the compound mixture is precompressed at room temperature (about 20 ° C) with a pressure of 0.1 to 0.5 GPa.
c) uzyskaną wypraskę umieszcza się w naczyniu odpornym na wysoką temperaturę i ciśnienie (zazwyczaj stosuje się do tego celu toroid (CaCO3) z grafitowym grzejnikiem) i poddaje się zasadniczemu prasowaniu w temperaturze od 20 do 2000°C pod ciśnieniem od 0,5 do 8 GPa.c) the resulting compact is placed in a vessel resistant to high temperature and pressure (usually a toroid (CaCO3) with a graphite heater is used for this purpose) and subjected to substantial pressing at a temperature of 20 to 2000 ° C under a pressure of 0.5 to 8 GPa.
Naturalny materiał o ujemnym współczynniku załamania otrzymany sposobem według wynalazku składa się z jednorodnej mieszaniny przynajmniej dwóch rodzajów związków. Korzystnie, gdy w materiale według wynalazku udział związku który posiada ujemne wartości przenikalności elektrycznej lub ujemne wartości przenikalności magnetycznej mieści się w zakresie 10-90% masy wagowej. Ujemne wartości przenikalności magnetycznej metamateriału powstają na skutek rezonansu ferromagnetycznego, powstającego wyłącznie w materiałach ferro/ferrimagnetycznych przy częstotliwościach do 1 GHz, czyli w zakresie krótkich fal i mikrofal.The natural material with a negative refractive index obtained by the process of the invention consists of a homogeneous mixture of at least two types of compounds. Preferably, in the material according to the invention, the proportion of the compound having negative electric permeability or negative magnetic permeability values is in the range of 10-90% by weight. Negative values of the magnetic permeability of a metamaterial arise as a result of ferromagnetic resonance, which occurs only in ferro / ferrimagnetic materials at frequencies up to 1 GHz, i.e. in the range of short waves and microwaves.
Materiał otrzymany sposobem według wynalazku znajduje zastosowanie jako osłona elektromagnetyczna, antena, absorber, supersoczewka lub filtr fal elektromagnetycznych. Materiał otrzymany sposobem według wynalazku można również zastosować w innych technologiach, gdzie obecność materiału o ujemnym współczynniku załamania jest pożądana.The material obtained by the method according to the invention is used as an electromagnetic shield, antenna, absorber, super lens or an electromagnetic wave filter. The material obtained by the process of the invention can also be used in other technologies where the presence of a material with a negative refractive index is desired.
Na Fig. 1 rysunku przedstawiono propagację fali elektromagnetycznej w zwykłych (convetional) i lewoskrętnych („left-handed”) materiałach. Fala elektromagnetyczna propaguje wewnątrz materiału w tej samej półpłaszczyźnie w której się pada.Figure 1 of the drawing illustrates the propagation of an electromagnetic wave in convetional and left-handed materials. The electromagnetic wave propagates inside the material in the same half-plane in which it rains.
Na Fig. 2 rysunku przedstawiono zależność przenikalności dielektrycznej lewoskrętnego materiału w zakresie częstotliwości od 10 MHz do 1 GHz. W częstotliwości powyżej 500 MHz wartości przenikalności dielektrycznej są ujemne.Fig. 2 of the drawing shows the dependence of the dielectric permittivity of a left-handed material in the frequency range from 10 MHz to 1 GHz. At frequencies above 500 MHz, the dielectric permittivity values are negative.
Na Fig. 3 rysunku przedstawiono zależność przenikalności magnetycznej lewoskrętnego materiału w zakresie częstotliwości od 10 MHz do 1 GHz. W częstotliwości powyżej 100 MHz wartości przenikalności magnetycznej są ujemne.Fig. 3 shows the dependence of the magnetic permeability of the left-handed material in the frequency range from 10 MHz to 1 GHz. At frequencies above 100 MHz, the magnetic permeability values are negative.
Wynalazek jest przedstawiony bliżej w przykładach wykonania, które nie ograniczają jego zakresu.The invention is illustrated in more detail in non-limiting examples.
P r z y k ł a d 1P r z k ł a d 1
W moździerzu agatowym umieszczono Grafen (G) oraz heksoferryt barowym (BaO-6Fe2C3) w stosunku wagowym 1:1. Następnie składniki ucierano przez około 15 minut, aż do czasu uzyskania homogennej mieszaniny. Tak uzyskaną mieszaninę poddano wstępnemu prasowaniu na zimno w temperaturze pokojowej pod ciśnieniem 0.2 GPa. Sprasowany materiał w formie wypraski o kształcie pastylki umieszczono w toroidzie (CaCO3,) z grafitowym grzejnikiem i poddano zasadniczemu prasowaniu w temperaturze pokojowej pod ciśnieniem 8 GPa. Otrzymany materiał poddano dalszej obróbce poprzez szlifowanie i polerowanie. Otrzymany materiał poddano badaniom w wyniku których okazało się, że wartości przenikalności dielektrycznej materiału są ujemne w zakresie od 500 MHz do przynajmniej 1 GHz, zaś wartości przenikalności magnetycznej materiału są ujemne w zakresie częstotliwości od 100 MHz do przynajmniej 1 GHz. W rezultacie współczynnik załamania uzyskanego materiału jest ujemny w zakresie częstotliwości fal elektromagnetycznych od 500 MHz do przynajmniej 1 GHz.Graphene (G) and barium hexoferite (BaO-6Fe2C3) were placed in the agate mortar in a weight ratio of 1: 1. The ingredients were then ground for about 15 minutes until a homogeneous mixture was obtained. The mixture thus obtained was subjected to a cold pre-compression at room temperature under a pressure of 0.2 GPa. The pressed material in the form of a pellet-shaped compact is placed in a toroid (CaCO3) with a graphite heater and subjected to pressing at room temperature under a pressure of 8 GPa. The obtained material was further processed by grinding and polishing. The obtained material was tested and found that the material dielectric permittivity values are negative in the range from 500 MHz to at least 1 GHz, and the material magnetic permeability values are negative in the frequency range from 100 MHz to at least 1 GHz. As a result, the resulting material has a negative index of refraction in the frequency range of the electromagnetic waves from 500 MHz to at least 1 GHz.
P r z y k ł a d 2P r z k ł a d 2
Grafit (C) zmieszano z ferrytem manganowo cynkowym (MnZnFe2O3) w stosunku wagowym 1:1 i poddano prasowaniu sposobem opisanym w przykładzie 1.Graphite (C) was mixed with manganese zinc ferrite (MnZnFe2O3) in a weight ratio of 1: 1 and pressed as described in Example 1.
Otrzymany materiał poddano badaniom w wyniku których okazało się, że wartości przenikalności dielektrycznej materiału są ujemne w zakresie od 500 MHz do przynajmniej 1 GHz, zaś wartości przenikalności magnetycznej materiału są ujemne w zakresie od 200 MHz do przynajmniej 1 GHz częstotliwości. W rezultacie współczynnik załamania uzyskanego materiału jest ujemny w zakresie częstotliwości fal elektromagnetycznych od 500 MHz do przynajmniej 1 GHz.The obtained material was tested and found that the material dielectric permittivity values are negative in the range from 500 MHz to at least 1 GHz, and the material magnetic permeability values are negative in the range from 200 MHz to at least 1 GHz frequency. As a result, the resulting material has a negative index of refraction in the frequency range of the electromagnetic waves from 500 MHz to at least 1 GHz.
Literatura:Literature:
[1] V. G. Veselago, The electrodynamics of substances with simultaneously negative values of s and μ, Sov. Phys.-Usp. 10, 509-514 (1968).[1] V. G. Veselago, The electrodynamics of substances with simultaneously negative values of s and μ, Sov. Phys.-Usp. 10, 509-514 (1968).
[2] D. R. Smith, Willie J. Padilla, D. C. Vier, S. C. Nemat-Nasser, and S. Schultz, Phys. Rev. Lett., 84 [18], 4184-4187 (2000).[2] D. R. Smith, Willie J. Padilla, D. C. Vier, S. C. Nemat-Nasser, and S. Schultz, Phys. Rev. Lett., 84 [18], 4184-4187 (2000).
Claims (2)
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PL409727A PL231178B1 (en) | 2014-10-07 | 2014-10-07 | Method for obtaining natural material with negative refractive index and its application |
| PCT/PL2015/000160 WO2016056928A1 (en) | 2014-10-07 | 2015-10-05 | A method for preparing a natural material with the negative refractive index and its application |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PL409727A PL231178B1 (en) | 2014-10-07 | 2014-10-07 | Method for obtaining natural material with negative refractive index and its application |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| PL409727A1 PL409727A1 (en) | 2016-04-11 |
| PL231178B1 true PL231178B1 (en) | 2019-01-31 |
Family
ID=54364638
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| PL409727A PL231178B1 (en) | 2014-10-07 | 2014-10-07 | Method for obtaining natural material with negative refractive index and its application |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| PL (1) | PL231178B1 (en) |
| WO (1) | WO2016056928A1 (en) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110649385B (en) * | 2019-11-01 | 2021-01-15 | 联想(北京)有限公司 | Microstrip antenna |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB0323806D0 (en) | 2003-10-10 | 2003-11-12 | Univ Southampton | Fabrication of semiconductor metamaterials |
| US8325411B2 (en) * | 2008-11-26 | 2012-12-04 | Triton Systems, Inc. | Negative refractive index materials and methods for making same |
| US20100314040A1 (en) | 2009-06-10 | 2010-12-16 | Toyota Motor Engineering & Manufacturing North America, Inc. | Fabrication of metamaterials |
| US9227383B2 (en) | 2011-12-23 | 2016-01-05 | Hong Kong Baptist University | Highly flexible near-infrared metamaterials |
| TWI497056B (en) | 2012-11-14 | 2015-08-21 | Nat Univ Tsing Hua | An imaging metamaterial |
| PL404538A1 (en) * | 2013-07-02 | 2015-01-05 | Instytut Niskich Temperatur I Badań Strukturalnych Pan Im. Włodzimierza Trzebiatowskiego | Method of producing a metamaterial with a negative refractive index |
-
2014
- 2014-10-07 PL PL409727A patent/PL231178B1/en unknown
-
2015
- 2015-10-05 WO PCT/PL2015/000160 patent/WO2016056928A1/en active Application Filing
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| WO2016056928A1 (en) | 2016-04-14 |
| PL409727A1 (en) | 2016-04-11 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Su et al. | Low-loss magneto-dielectric materials: Approaches and developments | |
| Gao et al. | Compact notched ultra-wideband bandpass filter with improved out-of-band performance using quasi electromagnetic bandgap structure | |
| Xie et al. | Design of dual-band bandpass filter with high isolation and wide stopband | |
| Zong et al. | Compact bandpass filter with two tunable transmission zeros using hybrid resonators | |
| Ciomaga et al. | Magnetoelectric ceramic composites with double-resonant permittivity and permeability in GHz range: A route towards isotropic metamaterials | |
| Bage et al. | Studies of some non conventional split ring and complementary split ring resonators for waveguide band stop & band pass filter application | |
| PL231178B1 (en) | Method for obtaining natural material with negative refractive index and its application | |
| CN102674828A (en) | Low-dielectric-loss temperature stabilization type microwave dielectric ceramic material and preparation method thereof | |
| Kholodnyak et al. | Dual-band immittance inverters on dual-composite right/left-handed transmission line (D-CRLH TL) | |
| CN104446377A (en) | Temperature-stable microwave dielectric ceramic LiZn2B3O7 and preparation method thereof | |
| CN104016670A (en) | Low-temperature sintered temperature-stable microwave dielectric ceramic material and preparation method thereof | |
| Nasiri et al. | A New Compact Microstrip Band-stop Filter by Using Square Split Ring Resonator. | |
| CN104446439A (en) | Microwave dielectric ceramic In6MgTi5O20 with low dielectric constant and preparation method of microwave dielectric ceramic In6MgTi5O20 with low dielectric constant | |
| Li et al. | Design of narrow pass-band all-dielectric metamaterial frequency selective surface | |
| CN102219505A (en) | Microwave tuned composite ceramic material and preparation method thereof | |
| Wu et al. | A miniaturized triple-band branch-line coupler based on simplified dual-composite right/left-handed transmission line | |
| CN104402410A (en) | Ultra low dielectric constant microwave dielectric ceramic LaAlMg8O11 and preparation method thereof | |
| CN103435347A (en) | Zinc oxide-doped niobium nickel titanate microwave dielectric ceramic as well as preparation method thereof | |
| KR101261908B1 (en) | Dielectric resonator support and method for manufacturing dielectric resonator thereby | |
| Oliaei et al. | Compact microstrip bandpass filter improved by DMS and ring resonator | |
| Li et al. | Methods for designing all‐dielectric frequency selective surface via dielectric materials | |
| CN104446476A (en) | Fluorine-containing low-dielectric constant microwave dielectric ceramic and preparation method thereof | |
| CN104446448B (en) | A kind of temperature-stable dielectric constant microwave dielectric ceramic and preparation method thereof | |
| Le Guen et al. | Half-massive ceramics for antenna downsizing: improvement of a smart magneto-dielectric material with matching permeability and permittivity, and with enhanced low-loss frequency range | |
| Neto et al. | Miniaturization of DGS Filter Based on Matryoshka Geometry Using Calcium Cobaltite Ceramic |