論文の概要: Heat Conduction and Thermal Switching Performance of Surface Plasmon Polaritons in Ag2Se Quantum Dot Composite Polymer Film

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2501.06418v1
• Date: Sat, 11 Jan 2025 03:16:55 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-01-14 14:22:11.708764
• Title: Heat Conduction and Thermal Switching Performance of Surface Plasmon Polaritons in Ag2Se Quantum Dot Composite Polymer Film
• Title（参考訳）: Ag2Se量子ドット複合ポリマー膜における表面プラズモンポラリトンの熱伝導と熱スイッチング特性
• Authors: Congliang Huang, Changkang Du, Qiangqiang Huang, Xiaodong Wang,
• Abstract要約: 熱伝導率の高い装置はミリスケール以上の大きさの装置でしか実現できなかった。 ミリスケールでは、温度を300Kから400Kに上げて熱伝導率を100倍に下げることができた。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 4.939254015073167
• License:
• Abstract: To stabilize the working temperature of an equipment, a solid-state thermal resistor is usually a requisite, which could adjust its heat conductance continuously according to the temperature. In this work, the thermal conductivity and the thermal switching performances of surface plasmon polaritons in the polymer films filled with Ag2Se quantum dots (QDs) were theoretically analyzed, and a theoretical model was also derived to reveal the dependence of the thermal conductivity on the temperature and the structure of a composite film, which is verified to be effective by numerical calculations. It shows that the thermal conductivity will decrease following ~t-3exp({\zeta}/Td) rule under the thin film limit, here t, d and T are film thickness, diameter of QDs and temperature, respectively, and {\zeta} is a constant. A high thermal conductivity could be only realized at a device with a size lager than millimeter scale, due to the need of avoiding boundary scatterings of surface plasmon polaritons (SPPs). At the millimeter scale, the thermal conductivity could be reduced by 100 times by increasing temperature from 300 to 400 K, which suggests a very high thermal switching ratio almost in all kinds of solid-state thermal resistor. This study brings new insights in designing thermal resistor and understanding heat conduction in films by adjusting its structures.
• Abstract（参考訳）: 機器の作業温度を安定させるためには、固体熱抵抗器は通常必要条件であり、温度に応じて熱伝導率を連続的に調整することができる。 本研究では,Ag2Se量子ドット(QD)を充填したポリマー膜における表面プラズモン偏光子の熱伝導率と熱スイッチング性能を理論的に解析し,熱伝導率の温度および構造依存性を明らかにする理論モデルも導出した。 薄膜限界下では, 熱伝導率が ~t-3exp({\zeta}/Td) 規則に従って減少し, ここでは, t, d, T はそれぞれ膜厚, QDs径, 温度であり, {\zeta} は一定である。 表面プラズモン分極(SPP)の境界散乱を避ける必要があるため、ミリスケール以上の大きさの装置でのみ高い熱伝導率が実現できた。 ミリスケールでは、温度を300Kから400Kに上昇させることで熱伝導率を100倍に下げることができ、これはほぼ全ての固体熱抵抗体において非常に高い熱交換率を示す。 本研究は, 熱抵抗を設計し, 構造を調整して熱伝導を理解するための新たな知見をもたらす。

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