四院院士领衔!导热,最新Nature
高分子科学前沿
2026-05-28 07:56
文章摘要
本文报道了卡内基梅隆大学Sheng Shen教授团队与斯坦福大学范汕洄院士团队合作的研究成果。背景方面,近场辐射传热现象在纳米尺度下具有巨大潜力,但传统上受限于天然材料的表面极化激元效应,缺乏主动调控手段。研究目的是首次实验验证利用人工超材料增强近场辐射传热。研究人员设计了由金开口环谐振器(SRR)组成的超材料,并构筑在氮化硅薄膜上。实验结果显示,相比普通氮化硅结构,SRR超材料可将近场热流提升2至4倍,甚至达到黑体辐射极限的20倍以上。结论是,这种增强来源于超材料中的等离激元模式与氮化硅中的表面声子极化激元之间的强耦合,形成了新的杂化模式,扩大了热辐射参与区域。该工作首次实现了用人工超材料主动操控纳米尺度热辐射,为热光伏发电、芯片散热、红外探测、热管理及辐射制冷等领域提供了新方向。
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