冒牌自然老師

The "nanostructure" of tiny rods bends light around a bump in the gold surface
圖片引自BBC


Crystal structures influence the speed and direction of light rays
圖片引自BBC

隱形斗篷將成真　歐洲科學家成功讓物品消失

冒牌老師註:奇摩新聞網和許多家媒體對於這篇新聞, 不論是來自路透社或者法新社的消息都是刊登中央社的中文翻譯, 因為奈米光電子學(nanophotonics)逐漸成為熱門話題, 尤其是常常被報導的超穎材料(metamaterial)或光子晶體(photonic crystal), 文中有幾個地方未盡詳實所以作了些微改寫和補充.
中央社的翻譯


法新社 更新日期:"2010/03/19 08:50" 張稚昀

（法新社華盛頓18日電） 今天發表於美國「科學雜誌」（Science）的研究顯示，全世界現在有機會更靠近奇幻小說「哈利波特」（Harry Potter）的隱形斗篷(Cloak of invisibility)，歐洲研究者已利用一種3D「斗篷」讓物品消失。

德國卡斯陸工學院（Karlsruhe Institute of Technology）和倫敦帝國理工學院（Imperial College London）的科學家在「科學雜誌」中寫道，他們利用這個斗篷隱藏金塊表面的微小凸出物。這個斗篷是用光子晶體(photonic crystal)和木頭堆疊的結構(piles of wood或者woodpile)製成。

他們表示：「這就像是把一小塊物品藏在毯子底下，只不過這個毯子也消失不見。」

參與這個計畫的研究者之一斯坦格（NicholasStenger）表示：「我們把物品放在微小的結構物底下，有點像毯子一樣。」

他說：「當我們透過鏡頭觀察並用光譜學分析，不論從哪個角度看，都看不到東西。這個凸出物消失不見。」

斯坦格表示，這個隱形斗篷和凸出物都非常微小。斗篷長100微米、寬30微米，蓋住的凸出物則比斗篷小10倍。1微米等於千分之一毫米。

研究者目前正努力重建規模較大的消失凸出物，但斯坦格表示，哈利波特的隱形斗篷還無法很快地做出來。

他說：「不過有可能在10年內成真。」（譯者：中央社張稚昀）


冒牌老師註
台灣出身的科學家在這個領域上沒有缺席, 世上第一位真正做出3D光子晶體的科學家應該是出身台大物理系, 目前任教於美國紐約州壬色列理工學院((RPI, Rensselaer Polytechnic Institute))的林尚佑(Shawn-Yu Lin)教授, 1998年林教授在美國Sadia National Lab工作時作出木頭堆疊結構(woodpile)的三維光子晶體, 刊登在1998年七月的Nature雜誌上. NATURE |VOL 394 | 16 JULY 1998

中央大學光電系的欒丕綱教授也出版了一本光子晶體的中文專書. 他是這方面專家有問題的話應該可以到訪他的部落格或寫信請教....

木頭堆疊結構(woodpile), 圖片引自林尚佑教授S. Y. Lin NATURE |VOL 394 | 16 JULY 1998


真正作出來的成品, SEM cross-sectional view of the 3D photonic crystal, 圖片引自林尚佑教授S. Y. Lin NATURE |VOL 394 | 16 JULY 1998



新型奈米材料使「隱形斗篷」可能成真
引自電子工程專輯
上網時間: 2006年06月09日

關鍵字： 超穎材料(metamaterial)  折射率  介電常數  磁導系數

自倫敦皇家大學物理學家John Pendry在2000年預言金屬有可能被設計用於反轉電場之後，具有負折射率的超穎材料(metamaterial)日前被研發出來，並且從GHz到光頻率被加以展示。如今，Pendry和其工程同事David Schrig和David Smith，預測電子和磁特性能夠多樣化，與嵌入奈米微粒構成非同類合成物。結果得到折射率可多變的材料，據稱可製造電影中的「隱形斗篷」。

這種斗篷可以用超穎材料(metamaterial)製成，能在奈米級遮掩其下面的東西，透過使一面的光線彎曲然後從對面反射回來使其工作。折射率由Snell定律而來，或稱為「右手法則，」指出當大拇指指向電流方向時圍繞電線的磁環沿著手指的方向。對於光，右手法則預測了光穿過一種材料時將因為正介電常數和磁導系數而總是在一個方向上產生折射。

然而，具有負介電常數或磁導系數的超穎材料(metamaterial)能遵循左手法則，使光線不按通常路線折射，因此使平面透鏡也能聚光。研究人員表示，透過改變介電常數或磁導系數，任何種類的透鏡從理論上都能製成，即使是對隱形斗篷。

BBC原文報導
Invisibility cloak created in 3-D
By Victoria Gill
Science reporter, BBC News

REUTERS原文報導
Scientists hide gold with 3D "invisibility cloak"
Thu Mar 18, 2010 6:52pm GMT
By Kate Kelland

Science原文論文
Three-Dimensional Invisibility Cloak at Optical Wavelengths
Published Online March 18, 2010
Science DOI: 10.1126/science.1186351
Tolga Ergin,1,2,*,{dagger} Nicolas Stenger,1,2,* Patrice Brenner,2 John B. Pendry,3 Martin Wegener1,2,4

林尚佑1998年Nature原文論文, 下載
A three-dimensional photonic crystal operating at infrared wavelengths
Nature 394, 251-253 (16 July 1998) | doi:10.1038/28343; Received 17 February 1998; Accepted 8 April 1998
S. Y. Lin1, J. G. Fleming1, D. L. Hetherington1, B. K. Smith1, R. Biswas2, K. M. Ho2, M. M. Sigalas2, W. Zubrzycki1, S. R. Kurtz1 & Jim Bur1
   1. Sandia National Laboratories, PO Box 5800, Albuquerque, New Mexico 87185, USA
   2. Ames Laboratory, Department of Physics and Astronomy, Iowa State University, Ames, Iowa 50011, USA