メタマテリアル

　メタマテリアルとは金属などの小片を周期配列した人工構造物のことであり、特に“左手系メタマテリアル”と呼ばれる技術では自然界の物質では得られない現象も発現しうるため、これまでには発想も無かった機能の電子デバイスも実現すると期待されている。

　金属などの小片を電磁波の波長以下の間隔で周期的に配列した構造物にすることで、自然界には無い性質を有する媒質を人工的に構成できる。このような媒質をメタマテリアルと呼んでいる。金属小片の代わりに誘電体・磁性体・半導体などを用いても、さらには電気回路を用いても、メタマテリアルを構成できる。

　「メタ」という言葉はもともとギリシャ語で、「〜を超越した」という意味である。従来からの材料が原子や分子レベルの設計で所望の物性を実現するのに対し、メタマテリアルは、巨視的に見ると均質な媒質とみなせる人工構造物を設計することで所望の特性を実現する。

とても薄いメガネレンズ、原子さえも観察できる光学顕微鏡、伝送ロスがない光ファイバー、さらには透明人間やステルス兵器などに応用が可能とされている。

○　左手系材料

2000年になり、米国の物理学者D.R.Smithらがメタマテリアルと呼ばれる人工構造物を使って左手系メタマテリアルを実現すると一気に注目されるところとなり、それ以降、多くの論議と実験例が報告されるようになった。
　電子材料において電磁気的な特性は、主に誘電率・透磁率・導電率という基本的なパラメータで決まる。例えばキャパシタやインダクタなどの受動部品は、通常は誘電率と透磁率が正の値を持つ材料で作られており、材料内部で電磁波の電界・磁界・波数ベクトルが右手の3指の向きに対応することから、右手系の材料と呼ばれている。
　こうした通常の電子材料に対し、もし誘電率と透磁率が同時に負になる材料があれば、同様に左手の3指の向きに対応することから、これらは左手系の材料と呼ばれる。しかし、左手系の材料は自然界には存在しない。

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