残余表面电荷介导的近场辐射能量转移：一种拓扑绝缘体类比

我们研究了由残余表面电荷引起的近场辐射能量转移（NFRET）的修正，这类电荷常见于 NEMS/MEMS 等微纳系统中。带有残余表面电荷及本征体态的宿主物体可被视为真实三维拓扑绝缘体的类比，后者同样固有表面态与体态，并有望调制 NFRET。通过构建这样一种拓扑绝缘体类比，我们旨在仅针对常见平庸材料来调制 NFRET。除了体态所支持的常见共振模式（表面极化激元和局域表面极化激元）外，残余表面电荷产生了额外的温度依赖模式，提供了全新的热流通道。对于低温，我们发现由于表面电荷诱导的共振与 Planck 窗口的良好匹配，NFRET 出现巨大的表面电荷诱导增强。然而，对于相对较高温度（此时 Fr\"{o}hlich 共振而非表面电荷诱导共振主导热传递），残余电荷导致 NFRET 减弱。该工作为理解和调制微纳系统的近场辐射能量转移铺平了道路。