近场辐射热传递的形状无关极限

我们推导了两个紧密间隔物体之间光谱辐射热传递速率的形状无关极限，将黑体概念推广至近场能量传递的情形。通过能量守恒和互易性，我们表明每个磁化率为 $\chi$ 的物体都可以以增强的速率发射和吸收辐射，该速率受 $|\chi|^2 / \textrm{Im} \chi$ 限制，最佳情况下由与 $1/d^2$ 成正比的近场光子传递介导，其中 $d$ 为分离距离。偶极子 - 偶极子和偶极子 - 平板结构趋近于该极限的受限版本，但常见的大面积结构未表现出材料增强因子，因此低于一般极限。相比之下，我们发现以理想化 Born 近似（即忽略多重散射）相互作用的粒子阵列同时表现出这两种增强因子，这表明相比以往的设计有数量级改进的可能性，并使辐射热传递在室温下可与通过空气的传导热传递相当，而在更高温度下则显著更大。