氧化鎳釤量子材料通過隱藏物體的熱特性，成功“欺騙”了紅外攝像機。
近日，據《美國國家科學院院刊》雜誌報道，美國威斯康辛大學麥迪遜分校、哈佛大學、普渡大學、麻省理工學院和布魯克海文國家實驗室的研究人員合作發現了一種可通過掩蓋物體的熱特性而“隱身”的量子材料。他們認為，這種量子材料有望用於人、車隱形技術。
“欺騙”紅外攝像機並不是什麼新鮮事。不過新的量子材料對紅外攝像機的欺騙效果是獨特的，它將物體溫度與其熱光輻射解耦，使紅外攝像機不再能捕捉到物體的溫度信息。這並沒有違反物理學定律，反而證明相關物理學定律可能比傳統解釋更具靈活性。
新研究中，來自普渡大學的材料工程學教授Shriram Ramanathan等使用了一種可以在高溫條件下由絕緣體轉變為導電體的材料——氧化鎳釤（SNO）。他們在藍寶石基底上製作了SNO薄膜，並與其它對照材料進行了比較。威斯康辛大學麥迪遜分校電子與計算機工程副教授Mikhail Kats的團隊負責測量材料的光譜，並在每種材料加熱和冷卻時進行了紅外成像。
研究結果顯示，與其它材料不同的是，SNO被加熱時，其溫度幾乎沒有升高，並且這種效果在105~135攝氏度非常穩定。Ramanathan解釋說：“通常來講，加熱或者冷卻一種材料時，電阻的變化非常緩慢。但對SNO而言，情況就大不相同了。它的電阻以一種非常規方式發生變化，導致SNO從絕緣態轉變為導電態。這使得SNO在一定溫度範圍內的熱發光特性幾乎是相同的。由於熱光發射不會隨著溫度的變化而改變，熱光輻射和溫度在這30攝氏度的範圍內不再耦合。”
Kats認為，他們的研究不僅為設計反紅外成像材料奠定了基礎，還為製造新型光學元件、乃至改進紅外攝像機鋪平了道路。他說：“我們期待在SNO和鎳氧化物方面有更多發現，進而為可調濾波器、光學限幅器和敏感光探測器等設備的製造和優化提供指導。”
期刊編號：0027-8424
原文鏈接：https://phys.org/news/2019-12-camouflage-quantum-material-infrared-cameras.html
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