考虑薄膜与基底效应的相变材料真空热开关
介观与纳米尺度物理
2014-12-30 v1 光学
摘要
本研究展示了一种基于相变材料（即二氧化钒 (VO2)）之间近场热辐射的真空热开关，该材料在 341 K 时发生从绝缘体到金属的相变。类似的调制效应此前已有演示，本文将将其扩展至带有基底的薄膜结构。两个绝缘态 VO2 板之间的表面声子极化激元强耦合显著增强了近场热通量，而当 VO2 发射极变为金属态时，热通量则大幅降低，从而产生强烈的热开关效应。涨落电动力学预测，在小于 30 nm 的真空间隙下热传递减少超过 80%，在 1 微米的真空间隙下减少 50%。通过将体材料 VO2 接收极替换为几十纳米厚的薄膜，开关效应可在 10 nm 至 1 um 的宽范围真空间隙内得到进一步提升。此外，为了满足实验和应用中更实际的装置需求，本文还针对具有薄膜发射极或接收极的结构考虑了 SiO2 基底效应。
引用
@article{arxiv.1410.1269,
title = {Vacuum Thermal Switch Made of Phase Transition Materials Considering Thin Film and Substrate Effects},
author = {Yue Yang and Soumyadipta Basu and Liping Wang},
journal= {arXiv preprint arXiv:1410.1269},
year = {2014}
}