氧化镍钐量子材料通过隐藏物体的热特性，成功“欺骗”了红外摄像机。
近日，据《美国国家科学院院刊》杂志报道，美国威斯康辛大学麦迪逊分校、哈佛大学、普渡大学、麻省理工学院和布鲁克海文国家实验室的研究人员合作发现了一种可通过掩盖物体的热特性而“隐身”的量子材料。他们认为，这种量子材料有望用于人、车隐形技术。
“欺骗”红外摄像机并不是什么新鲜事。不过新的量子材料对红外摄像机的欺骗效果是独特的，它将物体温度与其热光辐射解耦，使红外摄像机不再能捕捉到物体的温度信息。这并没有违反物理学定律，反而证明相关物理学定律可能比传统解释更具灵活性。
新研究中，来自普渡大学的材料工程学教授Shriram Ramanathan等使用了一种可以在高温条件下由绝缘体转变为导电体的材料——氧化镍钐（SNO）。他们在蓝宝石基底上制作了SNO薄膜，并与其它对照材料进行了比较。威斯康辛大学麦迪逊分校电子与计算机工程副教授Mikhail Kats的团队负责测量材料的光谱，并在每种材料加热和冷却时进行了红外成像。
研究结果显示，与其它材料不同的是，SNO被加热时，其温度几乎没有升高，并且这种效果在105~135摄氏度非常稳定。Ramanathan解释说：“通常来讲，加热或者冷却一种材料时，电阻的变化非常缓慢。但对SNO而言，情况就大不相同了。它的电阻以一种非常规方式发生变化，导致SNO从绝缘态转变为导电态。这使得SNO在一定温度范围内的热发光特性几乎是相同的。由于热光发射不会随着温度的变化而改变，热光辐射和温度在这30摄氏度的范围内不再耦合。”
Kats认为，他们的研究不仅为设计反红外成像材料奠定了基础，还为制造新型光学元件、乃至改进红外摄像机铺平了道路。他说：“我们期待在SNO和镍氧化物方面有更多发现，进而为可调滤波器、光学限幅器和敏感光探测器等设备的制造和优化提供指导。”
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编译：雷鑫宇
审稿：西莫
责编：张梦
期刊来源：《美国国家科学院院刊》
期刊编号：0027-8424
原文链接：
https://phys.org/news/2019-12-camouflage-quantum-material-infrared-cameras.html
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