纳米尺度金属 - 介质界面处的热二极管效应与负微分热导

由于其基础性和实际意义，通过声子纳米器件控制热流最近受到了广泛关注。基本声子器件如热整流器、晶体管和逻辑门本质上基于两个引人注目的特性：热二极管效应和负微分热导。然而，人们对跨越金属 - 介质界面的这些热传输特性知之甚少，尤其是在纳米尺度上。在此，我们解析地解决了跨越金属 - 介质界面的非平衡纳米尺度能量转移的微观机制，其中非弹性电子 - 声子散射直接辅助了能量交换。我们证明了热二极管效应和负微分热导在纳米尺度界面中的出现，并解释了为何这些新颖的热特性通常在块体金属 - 介质界面中缺失。这些结果将为纳米尺度界面能量转移带来令人兴奋的前景，对设计用于高效热控制的混合电路具有重要意义，并开启低维纳米器件在热能收集方面的潜在应用。