利用强耦合表面模式增强复合结构间的近场热传递

在本工作中，我们研究了复合纳米结构之间的近场热传递。结果表明，此类复合纳米结构中热激发的表面等离极化激元、表面声子极化激元与双曲声子极化激元显著增强了近场热传递。为进一步分析其 underlying 机制，我们计算了能量传输系数并获得了近场色散关系。由于表面极化激元模式间的强耦合效应，复合纳米结构的色散关系与孤立石墨烯、碳化硅（SiC）薄膜及 SiC 纳米线阵列的色散关系显著不同。我们在石墨烯/SiC 薄膜复合结构中辨识出四对具有可观 Rabi 频率的强耦合极化激元模式，其大幅拓宽了光谱峰。我们确认，由于双曲性类型不同，面内 Reststrahlen 带中表面等离极化激元与双曲声子极化激元之间的近场强耦合效应不同于面外 Reststrahlen 带中的效应。此外，我们通过调节石墨烯的化学势、SiC 纳米线阵列的高度与体积填充因子，分析了石墨烯/SiC 纳米线阵列复合结构近场热传递的有效可调性。本工作提供了一种利用强耦合表面极化激元模式调控近场热传递的方法。