نمایش مبدأ برای پیش‌نویس:تقویت‌کننده تقسیم شونده حلقه‌ای


[[پرونده:Left-handed_metamaterial_array_configuration.jpg|بندانگشتی|300x300پیکسل| یک نمونه تقویت‌کننده تقسیم شونده حلقه‌ای (SRR) که از یک مربع داخلی با یک شکاف در یک طرف که در یک مربع بیرونی با یک شکاف در طرف دیگر تعبیه شده است. تقویت‌کننده تقسیم شونده حلقه‌ای در سطوح جلو و راست شبکه مربع قرار دارند و سیم‌های عمودی تک در سطوح پشت و چپ قرار دارند. <ref name="comp">{{Cite journal|last=Smith|first=D. R.|last2=Padilla|first2=WJ|last3=Vier|first3=DC|last4=Nemat-Nasser|first4=SC|last5=Schultz|first5=S|year=2000|title=Composite Medium with Simultaneously Negative Permeability and Permittivity|journal=Physical Review Letters|volume=84|issue=18|pages=4184–7|bibcode=2000PhRvL..84.4184S|doi=10.1103/PhysRevLett.84.4184|pmid=10990641|doi-access=free}}</ref> <ref name="shelby">{{Cite journal|last=Shelby|first=R. A.|last2=Smith|first2=D. R.|last3=Nemat-Nasser|first3=S. C.|last4=Schultz|first4=S.|year=2001|title=Microwave transmission through a two-dimensional, isotropic, left-handed metamaterial|journal=Applied Physics Letters|volume=78|issue=4|pages=489|bibcode=2001ApPhL..78..489S|doi=10.1063/1.1343489}}</ref>]]
'''تقویت‌کننده تقسیم شونده حلقه‌ای''' ( '''SRR''' ) ساختار تولید شده به صورت مصنوعی است که در فرا مواد رایج است. هدف آن ایجاد حساسیت مغناطیسی مطلوب (پاسخ مغناطیسی) در انواع فرامواد تا 200 تراهرتز است.

این رسانه‌ها اتصال مغناطیسی قوی لازم را به یک [[میدان الکترومغناطیسی]] اعمال شده ایجاد می‌کنند که در مواد معمولی در دسترس نیست. به عنوان مثال، اثری مانند [[تراوایی مغناطیسی|نفوذپذیری]] منفی با یک آرایه تناوبی از تقویت‌کننده تقسیم شونده حلقه‌ای ایجادمی‌شود. <ref name="balmaz">{{Cite journal|last=Gay-Balmaz|first=Philippe|last2=Martin|first2=Olivier J. F.|year=2002|title=Electromagnetic resonances in individual and coupled split-ring resonators|url=http://infoscience.epfl.ch/record/164853/files/060.pdf|format=free PDF download|journal=Journal of Applied Physics|volume=92|issue=5|pages=2929|bibcode=2002JAP....92.2929G|doi=10.1063/1.1497452}}</ref>

یک SRR تک سلولی یک جفت حلقه محصور با شکاف در انتهای آن دارد. حلقه‌ها از فلز [[مغناطیس|غیرمغناطیسی]] مانند [[مس]] ساخته شده‌اند و فاصله کمی بین آن‌ها وجود دارد. حلقه‌ها می‌توانند [[هم‌مرکز|متحدالمرکز]] یا مربع باشند. [[شار مغناطیسی]] در حلقه‌های فلزی نفوذ کرده و [[القای الکترومغناطیسی|جریان‌های چرخشی]] را در حلقه‌ها  القا می‌کند که شار خود را برای تقویت یا مخالفت با میدان نرمال (بسته به ویژگی‌های تشدید SRR) تولید می‌کند. این روند الگوی [[میدان الکترومغناطیسی|میدان]] [[دوقطبی الکتریکی|دو قطبی]] است. شکاف‌های کوچک بین حلقه‌ها  مقادیر [[ظرفیت خازنی|خازنی]] بزرگی را ایجاد می کند که [[بسامد|فرکانس]] تشدید را کاهش می‌دهد. از این رو ابعاد ساختار در مقایسه با طول موج [[تشدید (فیزیک)|تشدید]] کوچک است. این منجر به تلفات تابشی کم و  عوامل کیفی بسیار بالا می‌شود. <ref name="balmaz">{{Cite journal|last=Gay-Balmaz|first=Philippe|last2=Martin|first2=Olivier J. F.|year=2002|title=Electromagnetic resonances in individual and coupled split-ring resonators|url=http://infoscience.epfl.ch/record/164853/files/060.pdf|format=free PDF download|journal=Journal of Applied Physics|volume=92|issue=5|pages=2929|bibcode=2002JAP....92.2929G|doi=10.1063/1.1497452}}</ref> <ref name="DomBen">{{Cite journal|last=Baena|first=J.D.|last2=Bonache|first2=J.|last3=Martin|first3=F.|last4=Sillero|first4=R.M.|last5=Falcone|first5=F.|last6=Lopetegi|first6=T.|last7=Laso|first7=M.A.G.|last8=Garcia-Garcia|first8=J.|last9=Gil|first9=I.|year=2005|title=Equivalent-circuit models for split-ring resonators and complementary split-ring resonators coupled to planar transmission lines|url=http://personal.us.es/marques/2005-MTT-53-1451-1461.pdf|format=free PDF download|journal=IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques|volume=53|issue=4|pages=1451–1461|bibcode=2005ITMTT..53.1451B|doi=10.1109/TMTT.2005.845211|archive-url=https://web.archive.org/web/20091014193248/http://personal.us.es/marques/2005-MTT-53-1451-1461.pdf|archive-date=October 14, 2009}}</ref> <ref name="Rmarques">{{Cite journal|last=Marqués|first=R.|last2=Martel|first2=J.|last3=Mesa|first3=F.|last4=Medina|first4=F.|year=2002|title=Left-Handed-Media Simulation and Transmission of EM Waves in Subwavelength Split-Ring-Resonator-Loaded Metallic Waveguides|url=http://personal.us.es/marques/2-Left-handed-media-simulation.pdf|format=free PDF download|journal=Physical Review Letters|volume=89|issue=18|pages=183901|bibcode=2002PhRvL..89r3901M|doi=10.1103/PhysRevLett.89.183901|pmid=12398601|archive-url=https://web.archive.org/web/20091014192155/http://personal.us.es/marques/2-Left-handed-media-simulation.pdf|archive-date=October 14, 2009}}</ref>

== پیش زمینه ==
[[پرونده:Split_ring_resonator.png|بندانگشتی| تشدید کننده حلقه شکاف. توجه کنید جریانی که با حرف کوچک "i" مشخص می‌شود در جهت حرکت عقربه ساعت است.]]
تقویت‌کننده تقسیم شونده حلقه‌ای((SRRs) از یک جفت حلقه فلزی [[هم‌مرکز|متحدالمرکز]] تشکیل شده است که بر روی یک بستر [[دی‌الکتریک|دی الکتریک]] حک شده و شکاف‌هایی در طرفین آن‌ها  حک شده است. SRRها می‌توانند اثر الکتریکی کمتری را در پاسخ به یک [[میدان الکترومغناطیسی]] [[نوسان|نوسانی]] ایجاد کنند. این تشدید کننده‌ها برای سنتز رسانه‌های دست-چپ  و ضریب شکست منفی استفاده شده است، جایی که مقدار لازم نفوذپذیری موثر منفی به دلیل وجود SRRها است. هنگامی که آرایه‌ای از SRRهای الکتریکی کوچک با استفاده از یک [[میدان مغناطیسی]] متغیر با زمان برانگیخته می‌شوند، ساختار به عنوان یک محیط موثر با نفوذپذیری موثر منفی در یک نوار باریک بالاتر از [[تشدید (فیزیک)|رزونانس]] SRR رفتار می‌کند. SRRها همچنین برای سنتز خط [[خط انتقال|انتقال]] فرامواد به [https://www.researchgate.net/publication/221907858_Metamaterial_Transmission_Line_and_its_Applications خطوط انتقال مسطح] جفت شده اند. <ref name="NaquiDuran-Sindreu2011">{{Cite journal|last=Naqui|first=Jordi|last2=Durán-Sindreu|first2=Miguel|last3=Martín|first3=Ferran|year=2011|title=Novel Sensors Based on the Symmetry Properties of Split Ring Resonators (SRRs)|journal=Sensors|volume=11|issue=12|pages=7545–7553|bibcode=2011Senso..11.7545N|doi=10.3390/s110807545|issn=1424-8220|pmc=3231717|pmid=22164031|doi-access=free}}</ref> <ref name="PendryHolden1999">{{Cite journal|last=Pendry|first=J.B.|last2=Holden|first2=A.J.|last3=Robbins|first3=D.J.|last4=Stewart|first4=W.J.|year=1999|title=Magnetism from conductors and enhanced nonlinear phenomena|journal=IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques|volume=47|issue=11|pages=2075–2084|bibcode=1999ITMTT..47.2075P|citeseerx=10.1.1.564.7060|doi=10.1109/22.798002|issn=0018-9480}}</ref> <ref name="SmithPadilla2000">{{Cite journal|last=Smith|first=D.|last2=Padilla|first2=Willie|last3=Vier|first3=D.|last4=Nemat-Nasser|first4=S.|last5=Schultz|first5=S.|year=2000|title=Composite Medium with Simultaneously Negative Permeability and Permittivity|journal=Physical Review Letters|volume=84|issue=18|pages=4184–4187|bibcode=2000PhRvL..84.4184S|doi=10.1103/PhysRevLett.84.4184|issn=0031-9007|pmid=10990641|doi-access=free}}</ref> <ref name="Shelby2001">{{Cite journal|last=Shelby|first=R. A.|year=2001|title=Experimental Verification of a Negative Index of Refraction|journal=Science|volume=292|issue=5514|pages=77–79|bibcode=2001Sci...292...77S|citeseerx=10.1.1.119.1617|doi=10.1126/science.1058847|issn=0036-8075|pmid=11292865}}</ref>

تقویت‌کننده تقسیم شونده حلقه‌ای یک طرح ریزساختاری است که توسط پندری و همکارانش در سال 1999 در مقاله‌ای به نام "مغناطیس از رساناها و پدیده‌های غیرخطی پیشرفته" ارائه شد. <ref>{{Cite journal|last=John Brian Pendry|last2=Anthony J. Holden|last3=D. J. Robbins|last4=William James Stewart|year=1999|title=Magnetism from conductors and enhanced nonlinear phenomena|journal=IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques|volume=47|issue=11|pages=2075–2084|bibcode=1999ITMTT..47.2075P|doi=10.1109/22.798002}}</ref> این طرح پیشنهاد کرد که تقویت‌کننده تقسیم شونده حلقه‌ای که از مواد غیر مغناطیسی ساخته شده است،  می‌تواند فعالیت مغناطیسی غیرقابل مشاهده در مواد طبیعی را افزایش دهد. در طراحی ریزساختار ساده، مشخص شده است که در آرایه‌ای از سیلندرهای رسانا، با یک خارجی کاربردی <math> H_0 </math> میدان موازی با سیلندرها، نفوذپذیری موثر را می‌توان به صورت زیر نوشت. (این مدل بسیار محدود است و نفوذپذیری موثر نمی تواند کمتر از صفر یا بیشتر از یک باشد.) <ref name="PendryHolden1999">{{Cite journal|last=Pendry|first=J.B.|last2=Holden|first2=A.J.|last3=Robbins|first3=D.J.|last4=Stewart|first4=W.J.|year=1999|title=Magnetism from conductors and enhanced nonlinear phenomena|journal=IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques|volume=47|issue=11|pages=2075–2084|bibcode=1999ITMTT..47.2075P|citeseerx=10.1.1.564.7060|doi=10.1109/22.798002|issn=0018-9480}}</ref>

:: <math> \mu_{eff} = 1 - \frac{\pi r^2}{a^2}\ \left(1 + i\frac{2\sigma }{\omega r \mu_0}\ \right)^{-1} </math>

در این فرمول <math> \sigma </math> مقاومت سطح سیلندر در واحد سطح، a فاصله سیلندرها، <math> \omega </math> فرکانس زاویه ای، <math> \mu_0 </math> نفوذپذیری فضای آزاد و r شعاع است. علاوه بر این هنگامی که شکاف‌ها به یک طراحی سیلندر دوگانه مشابه تصویر بالا معرفی می‌شوند، مشخص شده است که شکاف ها یک ظرفیت خازنی ایجاد می‌کنند. این طراحی ریزساختار خازن و سلف، باعث رخ دادن پدیده تشدید می‌شود که اثر مغناطیسی را تقویت می‌کند. شکل جدید نفوذپذیری مؤثر شبیه یک پاسخ آشنا <ref name=":0">{{Cite journal|last=Parsons|first=J.|last2=Hendry|first2=E.|last3=Sambles|first3=J. R.|last4=Barnes|first4=W. L.|date=2009-12-23|title=Localized surface-plasmon resonances and negative refractive index in nanostructured electromagnetic metamaterials|url=https://link.aps.org/doi/10.1103/PhysRevB.80.245117|journal=Physical Review B|language=en|volume=80|issue=24|pages=245117|bibcode=2009PhRvB..80x5117P|doi=10.1103/PhysRevB.80.245117|issn=1098-0121}}</ref> است که در مواد پلاسمونیک شناخته شده است.

:: <math> \mu_{eff} = 1 - \frac{\frac{\pi r^2}{a^2}\ }{1+\frac{2\sigma i}{\omega r \mu_0}\ - \frac{3dc^2_0}{\pi^2 \omega^2 r^3}\ }\ </math>

در این فرمول d فاصله ورق‌های رسانای متحدالمرکز است. طرح نهایی جایگزین استوانه‌های متحدالمرکز دوتایی با یک جفت ورق هم‌مرکز مسطح C شکل است که در هر طرف یک سلول واحد قرار گرفته‌اند. سلول‌های واحد به طول l روی هم قرار می‌گیرند. درنهایت نفوذپذیری موثر در فرمول زیر نشان داده شده است:

:: <math> \mu_{eff} = 1 - \frac{\frac{\pi r^2}{a^2}\ }{1+\frac{2l\sigma_1 i}{\omega r \mu_0}\ - \frac{3lc^2_0}{\pi \omega^2 r^3ln(\frac{2c}{d}\ )}\ }\ </math>

در فرمول بالا c ضخامت ورق، c شکل و <math> \sigma </math> مقاومت واحد طول ورق‌ها هستند که در اطراف محیط اندازه گیری می‌شود. <ref name="PendryHolden1999">{{Cite journal|last=Pendry|first=J.B.|last2=Holden|first2=A.J.|last3=Robbins|first3=D.J.|last4=Stewart|first4=W.J.|year=1999|title=Magnetism from conductors and enhanced nonlinear phenomena|journal=IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques|volume=47|issue=11|pages=2075–2084|bibcode=1999ITMTT..47.2075P|citeseerx=10.1.1.564.7060|doi=10.1109/22.798002|issn=0018-9480}}</ref>

== مشخصات ==
تقویت‌کننده تقسیم شونده حلقه‌ای و [[فراماده|متامتریال]] از دسته مواد مرکب محسوب می‌شوند. هر SRR یک پاسخ متناسب با میدان الکترومغناطیسی دارد. با این حال، ساختار دوره‌ای بسیاری از سلول‌های SRR به گونه‌ای است که موج الکترومغناطیسی به نحوی برهمکنش می‌کند که گویی جزو مواد همگن هستند. این شبیه به نحوه تعامل نور با مواد روزمره است. موادی مانند شیشه یا عدسی‌ها از اتم ساخته شده‌اند و یک اثر متوسط یا ماکروسکوپی تولید می‌کنند.

SRR برای تقلید از پاسخ مغناطیسی اتم‌ها در مقیاس بسیار بزرگ‌تر طراحی شده است. همچنین به‌عنوان بخشی از ساختار کامپوزیت دوره‌ای، SRR طوری طراحی شده است که جفت مغناطیسی قوی‌تری نسبت به آنچه در طبیعت یافت می‌شود، داشته باشد. مقیاس بزرگ‌تر امکان کنترل بیش‌تر بر پاسخ مغناطیسی را فراهم می‌کند، در حالی که هر واحد کوچک‌تر از [[تابش الکترومغناطیسی|موج الکترومغناطیسی]] تابشی است.

SRR ها نسبت به مواد [[فرومغناطیس|فرومغناطیسی]] موجود در طبیعت بسیار فعال‌ترهستند. پاسخ مغناطیسی برجسته در چنین مواد سبک وزن  نسبت به مواد سنگین‌تر و طبیعی یک مزیت محسوب می‌شود. هر واحد را می‌توان طوری طراحی کرد که پاسخ مغناطیسی خاص خود را داشته باشد. پاسخ را می‌توان به صورت دلخواه افزایش یا کاهش داد. علاوه بر این در نهایت مصرف برق کاهش می‌یابد. <ref name="balmaz">{{Cite journal|last=Gay-Balmaz|first=Philippe|last2=Martin|first2=Olivier J. F.|year=2002|title=Electromagnetic resonances in individual and coupled split-ring resonators|url=http://infoscience.epfl.ch/record/164853/files/060.pdf|format=free PDF download|journal=Journal of Applied Physics|volume=92|issue=5|pages=2929|bibcode=2002JAP....92.2929G|doi=10.1063/1.1497452}}</ref> <ref name="u-eff-01">
{{Cite journal|last=Pendry|first=John B.|last2=AJ Holden|last3=DJ Robbins|last4=WJ Stewart|date=1999-02-03|title=Magnetism from Conductors, and Enhanced Non-Linear Phenomena|journal=IEEE Trans. Microw. Theory Tech.|volume=47|issue=11|pages=2075–2084|bibcode=1999ITMTT..47.2075P}}</ref>

== پیکربندی SRR ==
انواع تقویت‌کننده تقسیم شونده حلقه‌ای و ساختارهای [[تابع متناوب|تناوبی]] وجود دارد: حلقه‌های میله‌ای، حلقه‌های شکاف تو در تو، حلقه‌های تقسیم تک، حلقه‌های شکاف تغییر شکل یافته، حلقه‌های شکاف مارپیچی و ساختارهای S گسترده. تغییرات تقویت‌کننده تقسیم شونده حلقه‌ای به نتایج متفاوتی از جمله ساختارهای فرکانس کوچک‌تر و بالاتر دست یافته است<ref name="EM3-PHz-range6">{{Cite book|last1=Moser|first1=H.O.|title=Electromagnetic metamaterials over the whole THz range – achievements and perspectives|journal=ELECTROMAGNETIC MATERIALS Proceedings of the Symposium R, ICMAT 2005|pages=18|date=2005-07-08|url=https://scholar.google.com/scholar?cluster=5818968921785800846&hl=en&as_sdt=2000|format=Free PDF download, click on link.|doi=10.1142/9789812701718_0003|access-date=2009-10-21|last2=Casse|first2=B.D.F.|last3=Wilhelmi|first3=O.|last4=Saw|first4=B.T.|isbn=978-981-256-411-5|display-authors=1}}</ref>.

در سال 2005 اشاره شد که از نظر فیزیکی، یک تشدید کننده حلقه تقسیم شونده دایره ای تو در تو باید شعاع داخلی 30 تا 40 نانومتر برای موفقیت در محدوده میانی طیف مرئی داشته باشد.  تکنیک‌های [[ریزساخت|میکروساخت]] و نانوساخت ممکن است بسته به وضوح مورد نظر از پرتو لیزر مستقیم یا لیتوگرافی پرتو الکترونی استفاده کنند.
[[پرونده:Split-ring_resonator_array_10K_sq_nm.jpg|بندانگشتی|300x300پیکسل| یک آرایه تقویت‌کننده تقسیم شونده حلقه‌ای به عنوان ماده ای پیکربندی است که [[ضریب شکست]] منفی تولید می کند. این دستگاه از تشدید کننده‌های حلقه‌ای مسی و سیم‌هایی که بر روی صفحات مداربسته فایبرگلاس نصب شده بودند، ساخته شد. کل آرایه از سلول های 3 در 20×20 واحد با ابعاد کلی 100×100×10 میلی متر تشکیل شده است. <ref name="comp">{{Cite journal|last=Smith|first=D. R.|last2=Padilla|first2=WJ|last3=Vier|first3=DC|last4=Nemat-Nasser|first4=SC|last5=Schultz|first5=S|year=2000|title=Composite Medium with Simultaneously Negative Permeability and Permittivity|journal=Physical Review Letters|volume=84|issue=18|pages=4184–7|bibcode=2000PhRvL..84.4184S|doi=10.1103/PhysRevLett.84.4184|pmid=10990641|doi-access=free}}</ref> <ref name="APhys1">{{Cite journal|last=Shelby|first=R. A.|last2=Smith D.R.|last3=Shultz S.|last4=Nemat-Nasser S.C.|year=2001|title=Microwave transmission through a two-dimensional, isotropic, left-handed metamaterial|url=http://stuff.mit.edu:8001/afs/athena/course/2/2.710/OldFiles/Fall06/promats/apl_78_489_leftmeta.pdf|journal=Applied Physics Letters|volume=78|issue=4|page=489|bibcode=2001ApPhL..78..489S|doi=10.1063/1.1343489}}</ref>]]



=== تظاهرات ===
یک آرایه دوره‌ای از SRRها برای اولین نمایش یک شاخص منفی انکسار استفاده شد. برای این نمایش، SRRهای شکل داده شده مربع، با پیکربندی‌های سیم خطی، به یک ساختار سلولی دوره‌ای، آرایه شده تبدیل شدند. این ماده متامتریال است. سپس یک متامتریال متشکل از این ماده برش خورد.  آزمایش منشور برای اولین بار یک شاخص منفی انکسار را در سال 2000 نشان داد؛ مقاله درباره این پدیده در تاریخ 8 ژانویه 2001 به مجله علم ارسال شد، در تاریخ 22 فوریه 2001 پذیرفته شد و در تاریخ 6 آوریل 2001 منتشر شد. <ref name="AAAS2">{{Cite journal|last=Shelby|first=RA|last2=Smith|first2=DR|last3=Schultz|first3=S|year=2001|title=Experimental Verification of a Negative Index of Refraction|journal=Science|volume=292|issue=5514|pages=77–9|bibcode=2001Sci...292...77S|citeseerx=10.1.1.119.1617|doi=10.1126/science.1058847|pmid=11292865}}</ref>

قبل از این آزمایش منشور، پندری و همکاران نشان دادند که یک آرایه سه بعدی از سیم های نازک متقاطع می تواند برای ایجاد مقادیر منفی ε استفاده شود. در یک نمایش بعدی، یک آرایه تناوبی از تشدید کننده‌های حلقه‌ای مسی می‌تواند یک μ منفی موثر تولید کند. در سال 2000، اسمیت و همکاران برای اولین بار موفق شدند دو آرایه را ترکیب کنند و یک ماده به نام چپ‌-دست تولید کنند، که مقادیر منفی از ε و μ را برای یک باند از فرکانس‌ها در محدوده گیگاهرتز دارد.

<ref name="AAAS2">{{Cite journal|last=Shelby|first=RA|last2=Smith|first2=DR|last3=Schultz|first3=S|year=2001|title=Experimental Verification of a Negative Index of Refraction|journal=Science|volume=292|issue=5514|pages=77–9|bibcode=2001Sci...292...77S|citeseerx=10.1.1.119.1617|doi=10.1126/science.1058847|pmid=11292865}}</ref>

برای اولین بار SRRها برای ساخت متامتریال‌های چپ‌دست برای محدوده مایکروویو و چند سال بعد برای محدوده تراهرتزاستفاده شدند. <ref name="AAAS2">{{Cite journal|last=Shelby|first=RA|last2=Smith|first2=DR|last3=Schultz|first3=S|year=2001|title=Experimental Verification of a Negative Index of Refraction|journal=Science|volume=292|issue=5514|pages=77–9|bibcode=2001Sci...292...77S|citeseerx=10.1.1.119.1617|doi=10.1126/science.1058847|pmid=11292865}}</ref>  . تا سال 2007، نمایش آزمایشی این ساختار در فرکانس‌های مایکروویو توسط گروه‌های متعددی به دست آمده است. همچنین SRRها برای تحقیق در متامتریال‌های صوتی استفاده شده‌اند.<ref name="srr">{{Cite journal|last=Movchan|first=A. B.|last2=S. Guenneau|year=2004|title=Split-ring resonators and localized modes|url=http://www.maths.liv.ac.uk/~guenneau/prb2004a.pdf|journal=Phys. Rev. B|volume=70|issue=12|page=125116|bibcode=2004PhRvB..70l5116M|doi=10.1103/PhysRevB.70.125116|archive-url=https://web.archive.org/web/20160222073118/http://www.maths.liv.ac.uk/~guenneau/prb2004a.pdf|archive-date=2016-02-22|access-date=2009-08-27}}</ref> SRRهای آرایه شده و سیم‌های متامتریال چپ‌دست اول به لایه‌های متناوب تبدیل شدند. <ref name="electric-coupling" />این مفهوم و روش سپس به مواد (دی‌الکتریک) با رزونانس‌های نوری که پذیرفتاری منفی موثر را برای فاصله‌های فرکانس خاص ایجاد می‌کند، اعمال شد و منجر به “فرکانس‌های باندگپ فوتونی” شد. یک تحلیل دیگر نشان داد که مواد چپ‌دست می‌توانند از مؤلفه‌های ناهمگن ساخته شوند، که با این حال منجر به یک ماده ماکروسکوپی همگن می‌شود. SRRها برای متمرکز کردن یک سیگنال از یک منبع نقطه‌ای استفاده شده‌اند، که فاصله انتقال برای موج‌های نزدیک به میدان را افزایش می‌دهد. <ref name="srr" /> تجزیه و تحلیل دیگری نشان داد که مواد چپ-دست باید از اجزای ناهمگن ساخته شوند، که در عین حال منجر به یک ماده همگن ماکروسکوپی می شود. <ref name="srr" /> SRRها برای فوکوس کردن سیگنال از یک منبع نقطه ای، افزایش فاصله انتقال [[موج ایستاده|امواج]] [[میدان نزدیک و دور|میدان نزدیک]] استفاده شده بودند. <ref name="srr" /> علاوه بر این، تجزیه و تحلیل دیگری نشان داد که SRRها با ضریب شکست منفی قادر به [[پذیرفتاری مغناطیسی|پاسخ مغناطیسی]] با فرکانس بالا هستند، که یک دستگاه مغناطیسی مصنوعی متشکل از مواد غیر مغناطیسی (برد مدار دی الکتریک) ایجاد کرد. <ref name="AAAS2" /> <ref name="srr" /> <ref name="electric-coupling">{{Cite journal|last=Katsarakis|first=N.|last2=T. Koschny|last3=M. Kafesaki|last4=E. N. Economou|last5=C. M. Soukoulis|year=2004<!-- Deny Citation bot-->|title=Electric coupling to the magnetic resonance of split ring resonators|url=http://gate.iesl.forth.gr/~kafesaki/abstracts/APL-2004.pdf|journal=Appl. Phys. Lett.|volume=84|issue=15|pages=2943–2945|arxiv=cond-mat/0407369|bibcode=2004ApPhL..84.2943K|doi=10.1063/1.1695439|access-date=2009-09-15}}</ref>

پدیده رزونانسی که در این سیستم رخ می‌دهد برای دستیابی به اثرات مطلوب نیاز است. 

SRRها علاوه بر پاسخ مغناطیسی رزونانسی خود، پاسخ الکتریکی رزونانسی نیز نشان می‌دهند. وقتی پاسخ با آرایه‌ای از سیم‌های یکسان ترکیب می‌شود، بر روی کل ساختار مرکب میانگین گرفته می‌شود که منجر به ارزش‌های موثر می‌شود، از جمله شاخص شکست. <ref name="gradient-index">{{Cite journal|last=Smith|first=D. R.|last2=J. J. Mock|last3=A. F. Starr|last4=D. Schurig|date=17 March 2005|title=A gradient index metamaterial|journal=Phys. Rev. E|volume=71|issue=3|page=036609|arxiv=physics/0407063|bibcode=2005PhRvE..71c6609S|doi=10.1103/PhysRevE.71.036609|pmid=15903607}}</ref> منطق اصلی پشت SRR ها به طور خاص، و فرامواد به طور کلی، ایجاد ساختاری بود که ساختار اتمی آرایه شده را فقط در مقیاس بسیار بزرگتر تقلید می کند.

=== چندین نوع SRR ===
در تحقیقات مبتنی بر متامتریال‌ها، و به خصوص شاخص شکست منفی، انواع مختلفی از رزوناتورهای حلقه‌ای شکاف‌دار وجود دارد. در بیشتر موارد ذکر شده در زیر، هر حلقه یک شکاف دارد. به عبارت دیگر، با ساختار حلقه دوگانه، هر حلقه یک شکاف دارد. <ref name="SRR-types">{{Cite journal|last=Wu|first=B.-I.|last2=W. Wang|last3=J. Pacheco|last4=X. Chen|last5=T. Grzegorczyk|last6=J. A. Kong|year=2005|title=A Study of Using Metamaterials as Antenna Substrate to Enhance Gain|journal=Progress in Electromagnetics Research|volume=51|pages=295–328|doi=10.2528/PIER04070701|doi-access=free}}</ref>

ساختار حلقه‌ای شکاف‌دار 1-بعدی وجود دارد که دارای دو حلقه مربعی است، یکی در داخل دیگری. یک مجموعه ابعاد “سلول واحد” اشاره شده، مربع بیرونی 2.62 میلی‌متر و مربع داخلی 0.25 میلی‌متر خواهد بود. ساختارهای 1-بعدی مانند این نسبت به ساخت یک ساختار سخت 2-بعدی، آسان‌تر برای ساخت هستند. <ref name="SRR-types">{{Cite journal|last=Wu|first=B.-I.|last2=W. Wang|last3=J. Pacheco|last4=X. Chen|last5=T. Grzegorczyk|last6=J. A. Kong|year=2005|title=A Study of Using Metamaterials as Antenna Substrate to Enhance Gain|journal=Progress in Electromagnetics Research|volume=51|pages=295–328|doi=10.2528/PIER04070701|doi-access=free}}</ref>

ساختار حلقه‌ای متقارن نیز یک مثال کلاسیک دیگر است. با توصیف این نامگذاری، این دو پیکربندی مربع مستطیلی نوع D هستند، دقیقاً همان اندازه، در حالت خمیده، کنار هم، در سلول واحد. همچنین این‌ها متمرکز نیستند. یک مجموعه ابعاد اشاره شده، 2 میلی‌متر در طرف کوتاه‌تر، و 3.12 میلی‌متر در طرف بلندتر است. شکاف‌ها در هر حلقه رو به روی یکدیگر هستند، در سلول واحد. <ref name="SRR-types">{{Cite journal|last=Wu|first=B.-I.|last2=W. Wang|last3=J. Pacheco|last4=X. Chen|last5=T. Grzegorczyk|last6=J. A. Kong|year=2005|title=A Study of Using Metamaterials as Antenna Substrate to Enhance Gain|journal=Progress in Electromagnetics Research|volume=51|pages=295–328|doi=10.2528/PIER04070701|doi-access=free}}</ref>

ساختار اُمگا، همانطور که نامگذاری توصیف می‌کند، یک ساختار حلقه‌ای به شکل Ω دارد.<ref name="slyusarmeta">Slyusar V.I. Metamaterials on antenna solutions.// 7th International Conference on Antenna Theory and Techniques ICATT’09, Lviv, Ukraine, October 6–9, 2009. - Pp. 19 - 24 </ref> دو مورد از اینها، به جای صاف دراز کشیدن، در سلول واحد، به صورت عمودی، کنار هم ایستاده‌اند. در سال 2005 این ماده به عنوان نوع جدیدی از فراماده در نظر گرفته شد. یک مجموعه از ابعاد ذکر شده پارامترهای حلقوی R = 1.4 میلی متر و r = 1 میلی متر، و لبه مستقیم 3.33 میلی متر است. <ref name="SRR-types">{{Cite journal|last=Wu|first=B.-I.|last2=W. Wang|last3=J. Pacheco|last4=X. Chen|last5=T. Grzegorczyk|last6=J. A. Kong|year=2005|title=A Study of Using Metamaterials as Antenna Substrate to Enhance Gain|journal=Progress in Electromagnetics Research|volume=51|pages=295–328|doi=10.2528/PIER04070701|doi-access=free}}</ref>

یک متامتریال دیگر جدید در سال 2005، ساختار S-شکلی متصل بود. دو ساختار S-شکلی عمودی، کنار هم، در یک سلول واحد وجود دارد. هیچ شکافی مانند ساختار حلقه وجود ندارد؛ با این حال، فضایی بین بخش بالا و میانی S و فضایی بین بخش میانی و پایینی S وجود دارد. علاوه بر این، هنوز هم ویژگی‌های داشتن فرکانس پلاسما الکتریکی و فرکانس رزونانسی مغناطیسی را دارد. <ref name="SRR-types">{{Cite journal|last=Wu|first=B.-I.|last2=W. Wang|last3=J. Pacheco|last4=X. Chen|last5=T. Grzegorczyk|last6=J. A. Kong|year=2005|title=A Study of Using Metamaterials as Antenna Substrate to Enhance Gain|journal=Progress in Electromagnetics Research|volume=51|pages=295–328|doi=10.2528/PIER04070701|doi-access=free}}</ref> <ref name="blue-green2">{{Cite journal|last=J. Lezec|first=Henri|last2=Jennifer A. Dionne|last3=Harry A. Atwater|date=2007-04-20|title=Negative Refraction at Visible Frequencies|url=http://mipd.snu.ac.kr/upload/tep07_1_1/moleo07_p3.pdf|journal=Science|volume=316|issue=5823|pages=430–2|bibcode=2007Sci...316..430L|citeseerx=10.1.1.422.9475|doi=10.1126/science.1139266|pmid=17379773|access-date=2009-10-06}}</ref>

== پژوهش ==
در 1 می 2000، تحقیقی منتشر شد درباره یک آزمایش که در آن سیم‌های رسانا به طور متقارن در هر سلول از آرایه رزوناتور حلقه‌ای شکاف‌دار قرار گرفته بود. این کار به طور موثری توانست نفوذپذیری منفی و ثابت الکتریکی منفی را برای موج‌های الکترومغناطیسی در  مایکروویو بدست آورد. این مفهوم همچنان برای ساخت عناصر تعاملی کوچکتر از تابش الکترومغناطیسی اعمال شده استفاده می‌شود. علاوه بر این، فاصله بین رزوناتورها بسیار کوچکتر از طول موج تابش اعمال شده است. 

علاوه بر این، شکاف‌های موجود در حلقه به واحد SRR اجازه می‌دهد تا در طول موج‌هایی بسیار بزرگتر از قطر حلقه به رزونانس برسد. این واحد برای تولید ظرفیت بزرگ، کاهش فرکانس تشدید و تمرکز میدان الکتریکی طراحی شده است. ترکیب واحدها یک طرح را به عنوان یک رسانه دوره ای ایجاد می کند. علاوه بر این، ساختار چند واحدی دارای جفت مغناطیسی قوی با تلفات تابشی کم است.  تحقیقات همچنین تغییرات در تشدید مغناطیسی را برای پیکربندی های مختلف SRR پوشش داده است. <ref name="parameters-designs">{{Cite journal|last=Aydin|first=Koray|last2=Irfan Bulu|last3=Kaan Guven|last4=Maria Kafesaki|last5=Costas M Soukoulis|last6=Ekmel Ozbay|date=2005-08-08|title=Investigation of magnetic resonances for different SRR parameters and designs|journal=New Journal of Physics|volume=7|issue=168|pages=168|bibcode=2005NJPh....7..168A|doi=10.1088/1367-2630/7/1/168|doi-access=free}}</ref> <ref name="crossover">{{Cite journal|last=Prati|first=Prati|date=2004-02-20|title=Crossover Between the Cell Size and the Wavelength of the Incident Radiation in a Metamaterial|url=http://www.metamaterials.net/04MOTLPrati.pdf|journal=Microwave and Optical Technology Letters|volume=40|issue=4|pages=269–272|doi=10.1002/mop.11349|archive-url=https://web.archive.org/web/20110723205347/http://www.metamaterials.net/04MOTLPrati.pdf|archive-date=2011-07-23}}
</ref> <ref name="nonlinear-SRR-1">{{Cite journal|last=Wang|first=Bingnan|last2=Jiangfeng Zhou|last3=Thomas Koschny|last4=Costas M. Soukoulis|date=2008-09-24|title=Nonlinear properties of split-ring resonators|url=http://www.cmpgroup.ameslab.gov/personnel/soukoulis/publications/325.pdf|journal=Optics Express|volume=16|issue=20|pages=16058–|arxiv=0809.4045|bibcode=2008OExpr..1616058W|doi=10.1364/OE.16.016058|pmid=18825245|archive-url=https://web.archive.org/web/20100527135721/http://www.cmpgroup.ameslab.gov/personnel/soukoulis/publications/325.pdf|archive-date=2010-05-27|access-date=2009-10-25}}</ref> تحقیقات در مورد تشعشعات تراهرتز با SRRها ادامه یافته است  سایر کارهای مرتبط با پیکربندی‌های فراماده با ساختارهای فراکتال و غیر SRR را می‌توان با موادی مانند ساختارهای حلقه ای متحدالمرکز ساخت.<ref name="layered-DPG-DPS-lens">{{Cite journal|last=Wiltshire|first=M. C. K.|last2=Hajnal|first2=J|last3=Pendry|first3=J|last4=Edwards|first4=D|last5=Stevens|first5=C|date=2003-04-07|title=Metamaterial endoscope for magnetic field transfer: near field imaging with magnetic wires|journal=Opt Express|volume=11|issue=7|pages=709–15|bibcode=2003OExpr..11..709W|doi=10.1364/OE.11.000709|pmid=19461782|doi-access=free}}</ref> نفوذپذیری تنها برای طول موج قرمز در 780 نانومتر و همراه با سایر کارهای مرتبط مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفته است.  <ref name="rainbow-perm">{{Cite journal|last=Cai|first=Wenshan|last2=Chettiar|first2=UK|last3=Yuan|first3=HK|last4=De Silva|first4=VC|last5=Kildishev|first5=AV|last6=Drachev|first6=VP|last7=Shalaev|first7=VM|year=2007|title=Metamagnetics with rainbow colors|url=https://docs.lib.purdue.edu/cgi/viewcontent.cgi?article=1277&context=nanopub|journal=Optics Express|volume=15|issue=6|pages=3333–3341|bibcode=2007OExpr..15.3333C|doi=10.1364/OE.15.003333|pmid=19532574|access-date=2009-10-21|doi-access=free}}</ref> 
 

== منابع ==
{{پانویس}}

== بیشتر خواندن ==

* {{Cite journal|last=Ates|first=Damla|last2=Cakmak|first2=Atilla Ozgur|last3=Colak|first3=Evrim|last4=Zhao|first4=Rongkuo|last5=Soukoulis|first5=C. M.|last6=Ozbay|first6=Ekmel|year=2010|title=Transmission enhancement through deep subwavelength apertures using connected split ring resonators|url=http://esperia.iesl.forth.gr/~ppm/PHOME/publications/OE_18_3952_2010.pdf|format=Free PDF download|journal=Optics Express|volume=18|issue=4|pages=3952–66|bibcode=2010OExpr..18.3952A|doi=10.1364/OE.18.003952|pmid=20389408|doi-access=free}}
* Shepard, K. W. et al. [http://www.phy.anl.gov/aebl/publications/SCCAV_PAC77.pdf Split-ring resonator for the Argonne Superconducting Heavy Ion Booster]. IEEE Transactions on Nuclear Science, VoL. NS-24, N0.3, JUN 1977.

*
[[رده:مواد نوری]]
[[رده:پراکندگی، جذب و انتقال تابشی]]
[[رده:تابش الکترومغناطیسی]]
[[رده:فراموادها]]
[[رده:علم مواد]]