用于近场辐射传热的拓扑材料
光学
2024-06-25 v2 量子物理
摘要
拓扑材料提供了一个利用结构化材料的几何特性来控制波流的平台，能够实现不受缺陷或杂质影响的单向和保护性传输。拓扑设计的光子材料可以携带量子态和电磁能量，有利于纳米激光器或量子光子学系统。本文综述了光子材料在辐射传热（尤其是近场）中拓扑应用的最新进展。当介质间的分离距离远小于热波长时，热传递表现出超越普朗克黑体预测的超普朗克行为。支持表面模式的亚波长系统中的近场热辐射具有多种应用，包括纳米级热管理和能量转换。支持拓扑表面态的光子材料和结构在增强或抑制近场热辐射方面显示出巨大潜力。我们介绍了各种拓扑效应对近场热传递的影响，例如周期性和准周期性纳米粒子阵列、基于狄拉克和外尔半金属的材料、具有破缺全局对称性的结构以及其他拓扑绝缘体。此外，基于现有技术，讨论了在纳米级系统中利用此类拓扑材料实现近场热辐射以进行替代性热管理和热流引导的可能性。
引用
@article{arxiv.2406.03863,
title = {Topological Materials for Near-Field Radiative Heat Transfer},
author = {Azadeh Didari-Bader and Seonyeong Kim and Heejin Choi and Sunae Seo and Piyali Biswas and Heejeong Jeong and Chang-Won Lee},
journal= {arXiv preprint arXiv:2406.03863},
year = {2024}
}