Simulación numérica ab initio de metamateriales que presentan mano izquierda: Comparación de cálculos y experimentos

Utilizando técnicas de simulación numérica, se calculan los coeficientes de transmisión y reflexión, o parámetros S, para metamateriales que presentan mano izquierda. Los metamateriales consisten en una red de elementos conductores y no magnéticos que pueden ser descritos por una permeabilidad magnética efectiva μeff y una permitividad eléctrica efectiva εeff, ambos de los cuales pueden exhibir valores no encontrados en materiales naturales. Debido a que los campos electromagnéticos en metamateriales conductores pueden estar localizados en regiones mucho más pequeñas que la longitud de onda incidente, puede ser difícil realizar simulaciones numéricas precisas. Los metamateriales simulados aquí, por ejemplo, se basan en arreglos de resonadores de anillos divididos (SRRs), que producen campos eléctricos mejorados y altamente localizados dentro de los espacios de los elementos en respuesta a campos dependientes del tiempo aplicados. Para obtener una mayor precisión numérica, utilizamos el nuevo código comercialmente disponible MICROWAVE STUDIO, que se basa en la técnica de integración finita con la aproximación de frontera perfecta. Los resultados de la simulación están en acuerdo con los resultados experimentales publicados para las frecuencias y anchos de banda de las bandas de propagación y de parada asociadas con las diversas estructuras. Además, analizamos las propiedades de un SRR individual y encontramos la dependencia de la frecuencia resonante en el radio del SRR, grosor del anillo, espacio radial interior/exterior, espacio azimutal, permitividad eléctrica y permeabilidad magnética de los materiales de los componentes. La comparación con estimaciones analíticas publicadas previamente muestra solo un acuerdo aproximado con los resultados de la simulación.