基于二氧化钒的谱选择性可调超薄膜发射器用于动态辐射冷却
光学
2020-12-16 v1 应用物理
摘要
本研究通过波长选择性可调超薄膜发射器实验演示了具有可变发射功率的动态辐射冷却，该发射器由不透明铝膜、溅射硅间隔层以及采用炉内氧化法制备的热致变色二氧化钒(VO2)层构成。由光谱反射率测量实验获得的温度依赖光谱发射率，清晰地显示出当 VO2 在约 65°C 经历绝缘体-金属相变时，在 10 um 波长附近出现显著发射峰。该可调超薄膜发射器实现总发射率从室温下的 0.14 显著增至 100°C 时的 0.6。基于薄膜光学的理论建模表明，高温下的发射增强由金属性 VO2 膜形成的法布里-珀罗腔共振实现。此外，开展了基于量热法的热真空实验，并实验证明了所制备可调超薄膜样品在高于相变温度时的增强热发射，相较于黑体、铝和掺杂硅样品，后者发射率在近室温下变化甚微。所开发的具有中红外可变谱选择性发射率的可调超薄膜发射器，在地面与地外动态辐射冷却应用中均具巨大前景。
引用
@article{arxiv.2005.06140,
title = {Spectrally-Selective Vanadium Dioxide Based Tunable Metafilm Emitter for Dynamic Radiative Cooling},
author = {Sydney Taylor and Ryan McBurney and Linshuang Long and Payam Sabbaghi and Jeremy Chao and Liping Wang},
journal= {arXiv preprint arXiv:2005.06140},
year = {2020}
}