金属纳米颗粒修饰石墨烯的光谱选择性热发射

我们在以往工作中表明，纳米图案化石墨烯(NPG)可在3至12 $\mu$m的中红外(mid-IR)波段实现光谱选择性热发射。该情况下光谱选择是通过石墨烯内部的局域表面等模(LSP)共振实现的。本文表明，由金属纳米颗粒(如Ag纳米立方或纳米球)修饰的石墨烯同样可实现光谱选择性热发射，但此处是通过介电材料内石墨烯与Ag纳米颗粒之间局域的声学石墨烯等离激元(AGPs)实现。我们的时域有限差分(FDTD)计算表明，光谱选择性热辐射发射可通过栅压调谐至两个不同的波长区间，即$\lambda=5$ $\mu$m与$\lambda=8$ $\mu$m之间的大气不透明区间，或$\lambda=8$ $\mu$m与$\lambda=12$ $\mu$m之间的大气透明区间。这实现了前一区间的辐射热捕获模式与后一区间的辐射冷却模式之间的电学切换。我们的理论结果可用于开发基于石墨烯的智能织物热管理系统。