在材料科学领域，电磁超材料已成为一类革命性的工程复合材料，能够以前所未有的方式操纵电磁波。与天然存在的超材料不同，电磁超材料从其独特的结构排列中获得了非凡的特性，使它们能够表现出传统材料中无法实现的电磁特性。
EM超材料最迷人的特征之一在于零折射率超材料领域。ZIM具有在任意形状上实现均匀电磁场分布的卓越能力。这种独特的特性开辟了许多潜在的应用，从超紧凑的隐身器件到任意形状的波导和透镜以及光子晶体表面发射激光器。
尽管ZIM具有巨大的潜力，但在实际实施中仍面临重大障碍。ZIM的均匀性通常受到每个自由空间波长的晶胞数量的限制。这种限制源于用于构建ZIM的材料的低介电常数特性。因此，ZIM通常需要较大的物理空间才能实现其有效的电磁特性。
在eLight上发布的一项研究中，研究人员通过使用高介电常数材料的新组合开发了一种高度均匀的ZIM，克服了这一长期存在的挑战。
通过使用SrTiO3嵌入 BaTiO 中的陶瓷柱3背景矩阵，他们成功地制造了一个ZIM，其均质化水平提高了三倍以上，大大降低了其物理尺寸。
基于整个ZIM中电磁场相位的均匀分布，研究人员展示了一种高指向性天线。通过将ZIM集成在金属波导中，该天线已经接近天线方向性的基本限制，因为孔径大小从亚波长范围到非常大的尺度不等。
这一突破为基于ZIM的设备的新时代铺平了道路，提供了前所未有的性能和紧凑性。研究人员的成就对包括无线通信、遥感和全球定位系统在内的广泛领域具有深远的影响。此外，他们的工作为超紧凑波导、隐身器件和超导量子计算的基础研究开辟了新的可能性。
