“MIT工程师发现可快速重新配置超表面的新材料 或改革创新自动驾驶汽车技术”

据盖乌斯汽车的报道，麻省理工学院( mit )的工程师宣布开发出了一种对热量做出反应，使原子结构快速可逆地发生变化的新型透明材料。 该材料是可以调谐具有超表面或纳米级结构图案的平面光学设备的重要新进展。 工程师们把这个成果比作光学瑞士的军刀，当然前身只是平头司机一样的工具。

论文的第一作者，mit材料科学与工程系( dmse )的研究生yifei zhang说:“迅速重新定位超表面可以开拓许多新的应用。 我们很兴奋。 因为这项发明克服了将这些超表面应用于现实世界的许多障碍。 ”

(图片来源: Yifei张掖)

西雅图华盛顿大学副教授arka majumdar就这些应用表示:“这项技术也许能从根本上改变自动驾驶汽车的光学神经网络、深度传感器和激光雷达技术。” 但是majumdar没有参加这项研究。

论文论述了麻省理工学院的研究人员如何利用电流可逆地改变新超表面的材料结构，从而改变光学特征。 过去，只有沉重的激光和熔炉才能提供所需的热量。 该事业的负责人、材料科学和工程副教授juejun hu说:“这是很重要的事情。 这是因为可以将整个有源光学器件和电气开关集成在硅芯片上，形成小型的光学平台”。

该小组还报告了采用该平台的一系列可调光学功能，包括光束转向装置。 hu说:“通过将材料切换到不同的内部结构，我们可以向往返两个方向输送光线。 ”。 波束转向是自动驾驶车的钥匙。 hu强调展示的设备还相当初步，但只是原理上的说明。

相变材料( pcm )因热而发生结构变化，其商业应用为可改写的cd和dvd。 hu解释说:“激光束可以部分改变材料的结构，从非晶态到晶态，这种变化可以用于1和0，也就是数字新闻的编码。”

但是，以前传来的pcm不能透光，因此材质不透明等光学应用有限。 hu先生说:“这促进了透明光学器件中使用的新型相变材料的研究。” 今年年初，小组报告称，通过向先前传出的pcm中添加另一种元素硒可以解决上述问题。

这个新超表面的关键是由锗、硒、锑和碲( gsst )组成的新材料。 这个超表面厚度约0.5平方毫米，带有约100，000个纳米级结构的图案。 由于这些材料可以控制光的传输，因此这些纳米结构的集合可以转换为透镜等器件。

牛津大学教授harish bhaskaran说:“这项工作很重要。 因为，可以调制出这个可调谐的超表面，即“平”或非常薄，但光反射的表面，我非常感兴趣。 它们可以大幅缩小镜头的体积，用于所有操纵光的设备。 mit通过采用低损耗的相变材料，即几乎不吸收光的材料，提供了实现这些的真正方法。 论文的一个作者用电控加热器进行了动态调谐。 ”

hu的团队还在处理制作方法的缺点。 例如，他们的微平台采用的加热器是金属制的。 但是，hu说:“为了金属吸收光，正在研究透明硅制的新型加热器。”

这项事业得到了美国国防高等研究计划局( USDEFEN SEAD VANCED RESEARCHProject Sagency )和美国(/K0/)军) us air force的支持。 研究人员表示，在研究过程中，麻省理工学院材料研究实验室、麻省理工学院微系统技术实验室、哈佛大学纳米系统中心也提供了设施支持。