双曲材料的近场辐射换热综述.docx

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1、双曲材料的近场辐射换热综述正文目录目录正文目录1插图目录11.论文概述12.内容节选2插图目录图1双曲材料的分类介绍2图2双曲材料的制备与表征3图3天然双曲材料的激元激发3图4双曲材料/二维材料异质结构的近场辐射换热3图5近场辐射换热实验研究4图6基于双曲材料的近场热开关4图7基于双曲材料的近场热光伏系统5.论文概述当物体间距到达微纳米级别时，近场辐射换热（NFRHT）可以超过黑体辐 射极限，随着微纳电子器件能耗的快速增长，具有超普朗克热现象的近场辐射 换热在高效能量转换和热调制方面逐渐展现出巨大的应用潜力。双曲材料作为 一种特殊的各向异性材料，其色散曲线呈双曲线形状，这使得双曲材料能够支 持

2、宽频带、大波矢量的电磁波传播，因此能在近场辐射换热中有更为出色的表 现。双曲材料的近场辐射换热因其特殊性质和巨大潜力，成为近年来受到广泛 关注的一个研究领域。山东高等技术研究院吴小虎教授与哈工大易红亮教授合作，对双曲材料的 近场辐射换热做了综述介绍。首先着眼双曲材料，对双曲材料的概念、分类、 制备和表征方法进行了总结。随后，分类汇总了已有的双曲材料近场辐射换热 研究，包括双曲超材料、天然双曲材料、双曲材料/二维材料异质结构等构第1页共5页型，以及近场辐射换热的实验研究。最后，总结介绍了基于双曲材料近场辐射 换热的应用开发，如近场热开关、近场热光伏系统等。本综述论文对双曲材料 近场辐射换热的相关

3、研究做了全面梳理，将为这一领域进一步的研究提供参 考。1 .内容节选图1双曲材料的分类介绍第2页共5页(b)Dimensionloss wavevoctor;利工(d)300 k人X HVPPs.JOPaAeolM BOCO-SUOUJQDimensionless wavevector, k儿.13.9.873.2 N 2 7/peJ nob) 3 .Aouonboj2.650 100 150 200 250 300 Dimen si onl&ss wavevector; M,? 300200HSPPs100-100-200H HVPPs-3001-300-200-100 0 100 200

4、300Dimensionloss wavevoctor. k人h)d?WO-S-SUOUJO-150-100 -50 0 50 100 150Dimensionless wavovector kJiu图3天然双曲材料的激元激发Gra phene-covered D-SiNWs50Infinite-cellWpe II8Sandwich0M_ M 5u3A3eM SS3CO 一 SU8EQInfinite-cell(g)0101000no,IMChemical potential (ev)Gap distance, d (nm)Dimensionless wavevector, kjk图4双曲材

5、料/二维材料异质结构的近场辐射换热第3页共5页PressureEfTNtlcr cjrSpacersReceiver2/msC2SWPU。POEB9N10AbsorberL_ L醒泄职相的梆晒400800 1200 1600 2000Sphere-plate separation (nm)4006008001000Vacuum gap width (nm)0510 15 20 25 30 35Temperature difference, AT(K)图5近场辐射换热实验研究1 8 6 4 2 o o o o b)Aou e) Asv / A 谷)100 nm500 nm1000 nm0 9 8

6、 7 6 5 1 o o o o o(。9 /S010 20 3040 50 60 70 80 90 00 10 20 30 40 50 60 70 80 90仇 deg(s tem00.10.2 G3 0.4 0.5 0.60.70.8 0.91图6基于双曲材料的近场热开关第4页共5页(b)Thernui management systemlyr4Vacuum ALayer 2 Vacuumlyf 0VacuumLayer 1 EmmcrLayer 3 ReceiverTungsten* AIQUBulk plasmonic emitterGaSb Mth nanohole / nanoMreHeatGaAinpiodsWatr-coold h*Jt sinkpooped2 InSb TPV ceil at 300 KDepletion region rwlopedz10 cm5 pnods图7基于双曲材料的近场热光伏系统第5页共5页