利用外尔半金属的高整流近场辐射热二极管
光学
2024-05-07 v1 介观与纳米尺度物理
摘要
热二极管允许热量在优先方向上传递，同时在反向被阻断，在热管理、信息处理、能量收集等方面具有众多应用。以往工作中热二极管的典型材料包括相变材料和磁光材料。然而，此类热二极管高度依赖特定工作温度或外部磁场。在这项工作中，我们提出了一种基于由外尔半金属（WSMs）平面基底介导的两个 WSMs 纳米颗粒（NPs）的近场辐射热二极管（NFRTD），它无需外部磁场即可工作，且温度灵活。数值结果表明，当发射体为 200 K 且接收体为 180 K 时，NFRTD 的最大整流比可高达 2673，比以往工作中报告的最大值高出 10 倍以上。其潜在的物理机制是 NPs 中的局域等离激元模式与基底中的非互易表面等离激元极化激元的强耦合。此外，我们计算了格林函数和反射系数的分布，以研究 NFRTD 中的非互易能量转移。最后，我们讨论了动量分离对 NFRTD 整流性能的影响。这项工作展示了 WSMs 在热整流中的巨大潜力，并为设计高性能 NFRTD 铺平了新道路。
引用
@article{arxiv.2403.05769,
title = {High-rectification near-field radiative thermal diode using Weyl semimetals},
author = {Yang Hu and Haotuo Liu and Bing Yang and Kezhang Shi and Mauro Antezza and Xiaohu Wu and Yasong Sun},
journal= {arXiv preprint arXiv:2403.05769},
year = {2024}
}