任意方向裁剪的黑磷条带之间的近场辐射热传输研究

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这些年来,随着纳米科学技术的不断深入发展,通过倏逝波的光子隧穿效应以及多表面模式的激发来增大物体之间的近场辐射热传输的现象引发了许多研究者的特别关注。由于黑磷材料可以支持表面等离激元和黑磷材料的高度可调的特性,因此研究者经常将其用于近场辐射热传输特殊方面。黑磷(BP)因具有优异的电学和光学性质以及可调的带隙,一直是人们研究的热点。除此之外,双曲超材料的色散关系等频面是双曲面,具有比较高的近场辐射宽带;同时双曲超材料可以同时支持偏振和偏振,能够具有很强的可调性。这些特性使得研究者们使用双曲超材料来分析进场辐射热传输的相关物理机制。本文主要利用涨落--耗散理论对基于黑磷条带结构的近场辐射热传输进行了详细的分析和数值模拟计算。讨论了任意方向裁剪对称构型的黑磷条带和任意方向裁剪非对称构型的黑磷条带两个模型情况下的近场辐射热传输。分别研究了条带的电子掺杂浓度、宽度、机械旋转角度、裁剪角度对于热传输系数的影响。发现了黑磷条带越宽,电子掺杂浓度越低,可以增强任意方向裁剪的对称构型黑磷条带之间的辐射热传输系数。机械旋转角度与非对称构型黑磷条带之间的辐射热传输系数呈现单调递减关系,对实现利用黑磷条带通过机械旋转来实现调节近场辐射热传输有重要意义。
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