金属薄膜的最大等离激元热导率

由于表面等离极化激元（SPPs）相对于波长具有极长的传播长度，它们被认为是增强金属薄膜热导率的关键。本研究探讨了在考虑厚度依赖的金属介电常数的情况下，等离激元热导率达到最大化的条件。我们推导了薄膜和厚膜极限下等离激元热导率的解析解，以分析金属和衬底介电常数的影响。根据等离激元热导率的解析解，我们推断出等离激元热导率与基于维德曼-弗朗兹定律的电子热导率成正比。此外，我们分析了通过SPPs实现的热导率增强比达到最大化的条件。具有高等离子体频率和低阻尼系数的金属对于实现最大等离激元热导率以及金属中的最大热导率增强比是理想的。值得注意的是，10厘米长、14纳米厚的铝膜通过SPPs展示了最优异的面内热传递，在无损耗玻璃衬底上，其热导率相比其电子热导率增强了53.5%。