利用非局域化模式的主动超表面控制实现热辐射的静电转向

我们从理论上描述并实验演示了一种石墨烯集成超表面结构，可实现电可调的热辐射方向控制。该器件由一个介质板构成，其作为法布里-珀罗（F-P）谐振腔支持长程非局域化模式，一侧以静电可调的金属-石墨烯超表面为界。通过改变石墨烯的费米能级，F-P 模式累积的相位发生偏移，从而在固定频率下改变吸收和发射的方向。我们直接测量了加热至 250$^{\circ}$ 的制备器件的热辐射的频率和角度依赖发射率。我们的结果表明，静电控制可使 6.61 $\mu$m 处的热辐射连续转向超过 16$^{\circ}$，峰值发射率保持在 0.9 以上。我们使用 Fano 干涉模型从理论上分析热辐射转向器的动态行为，并利用该模型设计优化的热转向器结构。