基于单层六方氮化硼中共振耦合的深亚波长热开关
介观与纳米尺度物理
2021-05-12 v1 应用物理
光学
摘要
与即便在深纳米级器件中也能在同一材料内广泛调制的电导不同，在单一材料体系或纳米结构中调控热导极具挑战性且需要大尺度器件。这阻碍了在热流开关中实现稳健的 ON/OFF 态。在此，我们提出一种基于三个光子谐振腔共振耦合的热开关理论，类比于由源、栅、漏组成的场效应电子晶体管。作为材料平台，我们利用受控应变下单层六方氮化硼（hBN）介电函数中观测到的极强可调性与低损耗共振。我们从第一性原理推导 hBN 的介电函数，包括通过考虑声子同位素与非谐声子-声子散射计算得到的声子-极化激元线宽。随后，我们提出一种应变控制的基于 hBN 的热开关，在深亚波长纳米结构中将热导调制一个数量级以上，对应于 98% 的 ON/OFF 对比度。
引用
@article{arxiv.2011.01184,
title = {Deep subwavelength thermal switch via resonant coupling in monolayer hexagonal boron nitride},
author = {Georgia T. Papadakis and Christopher J. Ciccarino and Lingling Fan and Meir Orenstein and Prineha Narang and Shanhui Fan},
journal= {arXiv preprint arXiv:2011.01184},
year = {2021}
}