電磁超材料(Electromagnetic metamaterial)是一類介電常數(shù)和磁導率可人為控制、各參量可正可負的新型人工復合電磁材料。電磁超材料具有許多與通常的電磁材料完全不同的奇特性質(zhì)。首先，電磁波在其中傳播時，電場和磁場與電磁波波矢量的方向三者滿足左手法則，與通常電磁介質(zhì)中三者之間滿足右手法則完全不同。由此，電磁波能流方向與電磁波傳播方向反向平行，電磁波的群速度方向與相速度方向相反，從而具有反向波的特性，并會產(chǎn)生反向的多普勒效應。其次，電磁超材料可具有負的折射率，形成負折射特性，這是與我們熟知的折射完全相反的奇特現(xiàn)象。2001 年首先在實驗上驗證了微波頻段的負折射現(xiàn)象而被美國《科學》周刊評選為 2003 年世界十大科學成就之一。由此可構(gòu)成特別的透鏡，可以突破傳統(tǒng)透鏡的衍射極限，對電磁波近場進行成像，從而獲得遠小于波長的超分辨率。

　　電磁超材料由于其獨特的電磁性質(zhì)而可以應用于電磁波吸收材料，實現(xiàn)金屬目標的隱身。例如，利用該材料的負電磁參數(shù)構(gòu)造高阻抗表面，可以實現(xiàn)薄板電磁波吸波結(jié)構(gòu); 又如，利用該材料中的電磁諧振結(jié)構(gòu)，對其電磁參數(shù)進行可控設(shè)計，可針對特定頻段實現(xiàn)吸波，材料厚度只有二十分之一波長等等。特別是利用電磁超材料的強諧振損耗性質(zhì)，通過合理設(shè)計超材料電磁參數(shù)，使它的波阻抗與空氣匹配，同時利用電磁特異材料的諧振損耗可實現(xiàn)完全吸波。據(jù)此設(shè)計制備的吸波結(jié)構(gòu)，理論上可實現(xiàn) 100% 吸波，實驗上微波吸收率已達到88% 。由于電磁超材料只在一個較窄的頻段內(nèi)表現(xiàn)出理想吸波特性，所以超材料構(gòu)成的吸波結(jié)構(gòu)是一種窄帶吸波結(jié)構(gòu)。這種窄帶吸波結(jié)構(gòu)可以用于解決吸波材料的低頻問題，屏蔽或吸收特定通信或雷達探測頻段的信號，適用于針對特定頻率雷達的隱身、特定雷達罩結(jié)構(gòu)、抗電磁干擾、信息安全等應用場合。通過合理設(shè)計電磁超材料的電磁參數(shù)，可使入射電磁波完全在覆蓋于目標外的人工電磁超材料中繞射傳播，從而實現(xiàn)目標的完全隱身。實驗上已經(jīng)完全驗證了電磁波彎曲繞射傳播新概念，實現(xiàn)了微波頻段的金屬目標隱身。以新型人工電磁材料為基礎(chǔ)的新概念電磁波隱身理論和實驗驗證再次被美國《科學》雜志評為 2006 年的十大科技突破之一。這種隱身技術(shù)新概念與運用吸波材料實現(xiàn)隱身的概念不同，它不是將雷達波能量通過材料吸收，而是通過設(shè)計特定人工電磁材料使雷達波繞過武器目標，而不產(chǎn)生回波。

　　由于電磁超材料的吸波性能主要由其中的單元諧振結(jié)構(gòu)決定，因此通過人為改變諧振結(jié)構(gòu)就可以方便地實現(xiàn)吸波頻譜的有效調(diào)節(jié)。例如，在吸波結(jié)構(gòu)中集成變?nèi)荻O管等可調(diào)器件，可以制作出擁有新穎可調(diào)功能的吸波結(jié)構(gòu)。