近场与远场下金属纳米颗粒团簇间的辐射传热
应用物理
2019-05-01 v1 介观与纳米尺度物理
光学
摘要
微纳米颗粒系统在热科学与技术中有广泛应用。在稠密颗粒系统中，颗粒间距可能小于特征热波长，近场效应将变得显著并成为影响系统热辐射传递的关键因素。本研究采用多体辐射传热理论并结合耦合电偶极与磁偶极(CEMD)方法，探究了两个金属纳米颗粒团簇间的辐射传热(RHT)，该方法有效考虑了金属纳米颗粒磁极化对热交换的贡献。作为重点，分析了磁极化与多体相互作用(MBI)对RHT的影响，同时也分析了分形维数与团簇相对取向的影响。结果表明，磁极化涡电流焦耳耗散主导了Ag纳米颗粒团簇间的RHT。若仅考虑电极化(EP方法)，与CEMD方法相比，在近场与远场区域热导均会被低估。MBI对Ag纳米颗粒团簇间RHT的影响在室温下不明显，这与SiC纳米颗粒团簇截然不同；对于后者，MBI倾向于显著抑制RHT。当间距处于近场时，相对取向对具有稀疏结构的团簇的辐射热流有显著影响；而当间距处于远场时，相对取向与分形维数对辐射热流的影响均较弱。本工作有助于理解稠密颗粒系统中的热输运。
引用
@article{arxiv.1901.09320,
title = {Radiative heat transfer between metallic nanoparticle clusters in both near field and far field},
author = {Minggang Luo and Jian Dong and Junming Zhao and Linhua Liu and Mauro Antezza},
journal= {arXiv preprint arXiv:1901.09320},
year = {2019}
}
备注
7 figures