低带隙半导体微夹杂的等离激元增强热辐射反射率
材料科学
2017-07-20 v1
摘要
在绝缘电介质中引入低体积分数的高散射粒子以提高反射率，为高温下减少辐射热损失提供了一条可行途径。本文中，我们研究了绝缘复合材料中低带隙半导体（InP、Si、Ge、PbS、InAs和Te）微夹杂的等离激元共振驱动增强散射，以调控其红外反射率，从而最小化辐射传递带来的热损失。为此，我们使用蒙特卡洛建模计算微复合材料的光谱特性，并与菲涅耳方程的结果进行比较。研究了依赖于粒子尺寸的米氏散射和吸收效率以及散射各向异性的作用，以确定最大化热辐射反射率的最佳微夹杂尺寸和材料参数。对于含Si和Ge微夹杂的复合材料，我们得到了针对400-1600°C温度范围内源入射黑体辐射的57-65%的反射效率。此外，我们观察到由半导体带隙内缺陷态产生的载流子引起的等离激元共振导致反射率谱的宽带化。因此，我们的结果开辟了通过在绝缘电介质中使用低带隙半导体微夹杂来开发高效高温热绝缘体的可能性。
引用
@article{arxiv.1703.04572,
title = {Plasmonically Enhanced Reflectance of Heat Radiation from Low-Bandgap Semiconductor Microinclusions},
author = {Janika Tang and Vaibhav Thakore and Tapio Ala-Nissila},
journal= {arXiv preprint arXiv:1703.04572},
year = {2017}
}
备注
Main article (8 Figures and 2 Tables) + Supporting Information (8 Figures)