研究透视：申盛/范汕洄，超材料-近场热辐射 | Nature

背景：热辐射是热量传递的方式之一，在近场区域，当物体间距小于特征热波长时，辐射热传递可通过倏逝表面波耦合超出远场黑体极限数倍。尽管理论表明超材料能调控增强近场辐射热交换，但实验验证一直未实现。研究目的：本研究旨在通过实验验证超材料对近场辐射热传递的增强效果，并探究其物理机制。结论：卡耐基梅隆大学申盛教授团队与斯坦福大学范汕洄教授团队合作，将金开口环谐振器超材料图案化集成于氮化硅膜上，实验证实超材料可显著增强近场辐射热传递。相比未结构化材料，超材料间的辐射热传递提升了数倍，比黑体极限增强约20倍。通过电磁模拟和耦合模式理论建模，发现增强效应归因于开口环谐振器的谐振模式与氮化硅膜中表面声子极化激元的强耦合。该研究为热光伏、芯片热管理和红外传感等领域提供了新方案。