具有热红外应用的光子结构电可调辐射冷却性能
光学
2023-04-24 v1 介观与纳米尺度物理
摘要
热红外（IR）辐射因其在从辐射冷却到热管理等方面的应用而备受关注。本文中，我们设计了一种兼容红外应用与辐射冷却性能的多波段基于石墨烯的超材料吸收体。所提结构由沉积在金属/绝缘体衬底上的单尺寸金属-绝缘体-金属（MIM）光栅和单层石墨烯组成。该系统实现了 940 nm 至 1498 nm 的宽带完美吸收，以及在 5800 nm 共振波长处的窄带完美吸收。同时，该结构在中波红外（MWIR）和长波红外（LWIR）范围内的吸收率受到抑制。此外，为展示结构的可调性，对单层石墨烯施加外部电压栅。结果表明，通过将石墨烯层的化学势从 0 eV 调节至 1 eV，中红外（MIR）范围内的吸收共振可移向更短波长。还观察到当 从 0 eV 变至 1 eV 时，该结构在环境温度下的平均净冷却功率可超过 18。最后，我们研究了结构作为温度函数的整体性能以实现热红外应用。
引用
@article{arxiv.2304.10648,
title = {Electrically tunable radiative cooling performance of a photonic structure with thermal infrared applications},
author = {Ataollah Kalantari Osgouei and Hasan Kocer and Halil Isik and Yilmaz Durna and Amir Ghobadi and Ekmel Ozbay},
journal= {arXiv preprint arXiv:2304.10648},
year = {2023}
}
备注
11 pages, 6 figures