由耦合表面声子-与等离子体-极化子介导的异质材料间近场辐射传热
应用物理
2020-03-09 v1 光学
摘要
支持红外表面极化子的异质材料间的近场辐射传热（NFRHT）对于光子热整流与近场热光伏等应用至关重要。在此，我们测量了由 6H-SiC 与掺杂 Si 分别制成的毫米级表面之间的 NFRHT，二者在红外分别支持表面声子极化子（SPhPs）与表面等离子体极化子（SPPs），由 SiO2 纳米柱维持的 150 nm 厚真空间隙隔开。为作比较，也对两个掺杂 Si 表面之间进行了测量。测得的辐射热流与基于涨落电动力学的理论预测吻合良好。SiC-Si 样品获得了约 8.2 倍于黑体极限的热流增强，由于 SiC 与 Si 光线的谱失配以及 SPhP 与 SPP 共振，该增强小于 Si-Si 样品的增强（约 12.5 倍）。然而，由于 SiC 比 Si 损耗更低，且 SPhP-SPP 耦合弱于 SPP 耦合，SiC-Si 样品的近场增强表现出更显著的单色性行为，其共振热流约为 Si-Si 样品共振热流的 5 倍。本工作表明，通过表面极化子耦合调制 NFRHT 是可行的，并将推动利用异质材料间热辐射近场效应的能量转换与热管理器件的发展。
引用
@article{arxiv.2003.03282,
title = {Near-field radiative heat transfer between dissimilar materials mediated by coupled surface phonon- and plasmon-polaritons},
author = {Lei Tang and John DeSutter and Mathieu Francoeur},
journal= {arXiv preprint arXiv:2003.03282},
year = {2020}
}
备注
37 pages, 4 figures, 6 supplementary figures