論文の概要: Topological Materials for Near-Field Radiative Heat Transfer
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2406.03863v2
- Date: Tue, 18 Jun 2024 23:03:45 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-06-22 01:36:36.271425
- Title: Topological Materials for Near-Field Radiative Heat Transfer
- Title（参考訳）: 近接場放射熱伝達のためのトポロジー材料
- Authors: Azadeh Didari-Bader, Seonyeong Kim, Heejin Choi, Sunae Seo, Piyali Biswas, Heejeong Jeong, Chang-Won Lee,
- Abstract要約: トポロジカル材料は量子状態と電磁エネルギーを持ち、ナノレーザーや量子フォトニクスシステムの恩恵を受けることができる。
表面モードをサポートするサブ波長系における近接場熱放射は、ナノスケール熱管理やエネルギー変換など様々な応用がある。
本研究では, 周期的および準周期的ナノ粒子アレイ, ディラック, ワイル半金属系材料, 大域対称性の破れた構造, およびその他のトポロジカル絶縁体などのトポロジカルな効果を近接場熱伝達に与える。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.848093199044277
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Topological materials provide a platform that utilizes the geometric characteristics of structured materials to control the flow of waves, enabling unidirectional and protected transmission that is immune to defects or impurities. The topologically designed photonic materials can carry quantum states and electromagnetic energy, benefiting nanolasers or quantum photonic systems. This article reviews recent advances in the topological applications of photonic materials for radiative heat transfer, especially in the near field. When the separation distance between media is considerably smaller than the thermal wavelength, the heat transfer exhibits super-Planckian behavior that surpasses Planck's blackbody predictions. Near-field thermal radiation in subwavelength systems supporting surface modes has various applications, including nanoscale thermal management and energy conversion. Photonic materials and structures that support topological surface states show immense potential for enhancing or suppressing near-field thermal radiation. We present various topological effects, such as periodic and quasi-periodic nanoparticle arrays, Dirac and Weyl semimetal-based materials, structures with broken global symmetries, and other topological insulators, on near-field heat transfer. Also, the possibility of realizing near-field thermal radiation in such topological materials for alternative thermal management and heat flux guiding in nano-scale systems is discussed based on the existing technology.
- Abstract（参考訳）: トポロジカル材料は、構造材料の幾何学的特性を利用して波の流れを制御し、欠陥や不純物に免疫する一方向で保護された伝達を可能にするプラットフォームを提供する。
トポロジカルに設計されたフォトニック材料は、量子状態と電磁エネルギーを持ち、ナノレーザーや量子フォトニックシステムの恩恵を受けることができる。
本稿では,特に近距離場における放射熱伝達におけるフォトニック材料のトポロジー応用の最近の進歩を概観する。
媒体間の分離距離が熱波長よりもかなり小さい場合、熱伝達はプランクの黒体予測を超える超プランク的な挙動を示す。
表面モードをサポートするサブ波長系における近接場熱放射は、ナノスケール熱管理やエネルギー変換など様々な応用がある。
トポロジカルな表面状態を支えるフォトニック材料や構造は、近接場熱放射を増強または抑制する大きな可能性を示している。
本研究では, 周期的および準周期的ナノ粒子アレイ, ディラック, ワイル半金属系材料, 大域対称性の破れた構造, およびその他のトポロジカル絶縁体などのトポロジカルな効果を近接場熱伝達に与える。
また、ナノスケールシステムにおける代替熱管理と熱流束誘導のためのトポロジカル材料における近接場熱放射の実現の可能性についても、既存の技術に基づいて論じる。
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