热石墨烯超材料与近零介电常数高温等离子体光子学
光学
2017-04-26 v1
摘要
热光伏(TPV)发射器的关键特征在于增强对应于吸收光伏电池带隙正上方能量的热发射，同时抑制带隙以下的热发射。本文表明，单层等离子体涂层可以高效地完成此任务。我们的关键设计原理涉及将用作热发射器的金属的近零介电常数频率（等离子体频率）调谐至半导体电池的电子带隙。该方法利用金属在其等离子体频率（近零介电常数频率）附近的反射率变化，从而产生光谱选择性热发射，并且可适用于使用高温等离子体材料的大面积涂层。我们详细分析了作为TPV发射器的高温等离子体涂层的光谱与角度性能。我们展示了此类高温等离子体热发射涂层(p-TECs)在窄带近场热发射方面的潜力。我们还展示了由于有效近零介电常数频率处的拓扑转变，石墨烯多层热超材料中近表面能量密度的增强。这为红外频段中石墨烯多层的光谱选择性热发射开辟了道路。我们的设计为开发用于光谱选择性辐射传热应用的单层p-TECs和石墨烯多层结构铺平了道路。
引用
@article{arxiv.1702.01447,
title = {Thermal graphene metamaterials and epsilon-near-zero high temperature plasmonics},
author = {Sarang Pendharker and Huan Hu and Sean Molesky and Ryan Starko-Bowes and Zohreh Poursoti and Sandipan Pramanik and Neda Nazemifard and Robert Fedosejevs and Thomas Thundat and Zubin Jacob},
journal= {arXiv preprint arXiv:1702.01447},
year = {2017}
}
备注
10 pages, 8 figures