利用不同相变材料灵活调控非对称近场辐射热晶体管
材料科学
2025-03-07 v1 计算物理
摘要
相变材料（PCM）因其可逆相变显著改变其热学和光学特性，在先进热器件开发中发挥关键作用。本研究中，我们提出一种采用不同 PCM 的有效动态热晶体管，其非对称设计在近场热晶体管的控制单元中心——栅极终端的两侧分别使用二氧化钒（VO₂）和锗锑碲（GST）。这种非对称性引入了独特的热调制能力，控制近场区域的热辐射。VO₂ 从绝缘态转变为金属态，而 GST 在非晶态（aGST）和晶态（cGST）之间发生可逆切换，各自引起热传输特性的显著变化。通过策略性地组合这些材料，晶体管表现出增强的功能性，通过调节栅极温度在吸热和放热状态之间动态切换。该栅极终端不仅实现了主动高效的热管理，还为辐射热电路中的热流操控提供了有效机会。我们的发现凸显了这种非对称结构热晶体管在微电子、高速数据处理和可持续能源系统等应用中的潜力，在这些应用中精确且响应迅速的热控制对性能和效率至关重要。
引用
@article{arxiv.2502.21312,
title = {Flexible Tuning of Asymmetric Near-field Radiative Thermal Transistor by Utilizing Distinct Phase Change Materials},
author = {Hexiang Zhang and Xuguang Zhang and Fangqi Chen and Mauro Antezza and Yi Zheng},
journal= {arXiv preprint arXiv:2502.21312},
year = {2025}
}
备注
10 pages, 5 figures