由非互易石墨烯等离激元波导介导的辐射热二极管
介观与纳米尺度物理
2020-03-18 v1
摘要
本文提出了一种基于非互易石墨烯等离激元波导辅助下纳米颗粒间非对称辐射传热的热二极管。该热二极管系统由两颗颗粒以及一片与之紧密邻近的漂移偏置悬浮石墨烯薄层构成。石墨烯薄层中的漂移电流诱导出非互易石墨烯等离激元,并与颗粒在近场区域发射的波耦合。基于石墨烯等离激元传播方向的非对称性,观测到两颗粒间的热整流现象。该辐射热二极管的性能可通过调节石墨烯薄层中的化学势或改变漂移电流进行主动调控。在较大漂移速度与较小化学势下,可在从近场到远场的宽颗粒间距范围内实现整流系数极趋近于 1 的完美辐射热二极管。采用石墨烯等离激元的色散关系分析了整流效应的潜在物理机制。此外,由于非互易石墨烯等离激元具有宽带特性,漂移偏置石墨烯可作为颗粒间热整流的通用平台。具有较大颗粒共振频率的颗粒更有助于产生更优的热二极管。该技术在纳米尺度热管理领域具有广阔应用前景。
引用
@article{arxiv.2001.01235,
title = {Radiative Thermal Diode Mediated by Nonreciprocal Graphene Plasmons Waveguides},
author = {Yong Zhang and Cheng-Long Zhou and Hong-Liang Yi and He-Ping Tan},
journal= {arXiv preprint arXiv:2001.01235},
year = {2020}
}
备注
18 pages, 10 figures