Nanoscale mapping and spectroscopy of non-radiative hyperbolic modes in hexagonal boron nitride nanostructures
六方氮化硼（hBN）的固有晶体各向异性维持自然的双曲声子极化激元，即可以在材料体积内以非常大的波矢传播的极化激元，从而使得能够将光学限制到非常小的尺寸。事实上，以前的研究表明，纳米级截断nanocone hBN腔，深亚波长尺寸，支持三维限制的光学模式中红外。由于光学选择规则，只有少数的许多这样的模式理论上预测已通过实验观察到远场反射和散射型扫描近场光学显微镜。光热诱导共振（PTIR）技术通过利用原子力显微镜（AFM）探针来探测由于光吸收引起的局部样品膨胀，从而克服弱远场发射来探测光学和振动共振。在这里，我们表明，PTIR能够直接观察到以前未观察到的hBN纳米结构的暗双曲模式。利用这些光学模式可以在纳米光子应用中对电磁近场浓度、偏振和角动量进行新程度的控制。
2017-10-27 cond-mat.mes-hall
Thermal transport in nanostructures
本文综述了纳米半导体热输运的研究进展。与块体材料不同，低维纳米结构具有新的物理和热学性质，如反常导热、热导率的尺寸依赖性、声子边界/边缘散射等。研究还表明，声子在低维结构中是超扩散输运的，即傅里叶定律不适用。基于对声子的操纵，我们还讨论了纳米结构在从热电、散热到声子器件等广泛领域的应用前景。
2013-01-11 cond-mat.mes-hall
Near-field-driven Radiative Thermal Dynamics in Aperiodic Nanostructures
Universidade Federal Rio de Janeiro（里约热内卢联邦大学）；Instituto de Química Física Blas Cabrera (IQF), CSIC（布拉斯·卡布拉拉物理化学研究所（IQF），西班牙国家研究委员会）；Los Alamos National Laboratory（洛斯阿拉莫斯国家实验室）
本文提出利用非周期性几何结构调控近场辐射热传递动力学，展示非周期性配置在控制热传递方面的优越性。
2025-12-22 cond-mat.mes-hall physics.optics
Imaging heat transport in suspended diamond nanostructures with integrated spin defect thermometers
Swiss Federal Institute of Technology Lausanne (EPFL)（洛桑联邦理工学院）；PROUD SA（PROUD公司）；Istituto Nazionale di Ricerca Metrologica (INRiM)（意大利国家计量研究所）；University of Stuttgart（斯图加特大学）
研究通过自旋缺陷热计成像金刚石微结构中的温度不均，揭示了非扩散热传输机制，利用第一性原理模拟预测了热传输特性。
2025-10-13 cond-mat.mes-hall
Emitter-Vacuum coupling through a leaky nanostructure and the role of dynamics in density of optical states
我们打破了传统的分区光学状态到其辐射和非辐射部分。在发射体与仅几纳米尺寸的完全吸收的等离子体纳米颗粒相互作用的情况下，实验观察与当前理论的大分歧现在是显而易见的。波动耗散模型要求非局部行为限制小金属纳米颗粒和近端金属表面。我们指出，广泛使用的技术，以提高光学传感，如表面增强拉曼光谱（SERS），可能是不可行的，但这种效果。从质量上讲，这种量子效应似乎只有在发射光子被附近吸收纳米结构散射的经典概率接近零时才会出现。因此，尽管起源和规模不同，这与黑洞附近产生霍金辐射的量子效应有着有趣的相似之处。
2018-09-11 cond-mat.mes-hall
Heat superdiffusion in plasmonic nanostructure networks
热传输机制介导的近场相互作用在等离子体纳米结构网络是类似于一个广义的随机行走过程。通过分析相应概率分布函数的渐近性态，证明了线性有序链和三维随机网络中超扩散区的存在性。我们表明，在这些网络中的热的传播所描述的一种类型的Lévy飞行。等离子体网络中这种异常热传输机制的存在为设计新一代复合材料开辟了道路，这种复合材料能够比固体中的正常扩散过程更快地传输热量。
2013-06-20 cond-mat.mes-hall physics.optics
Quantum mechanical modeling of anharmonic phonon-phonon scattering in nanostructures
随着半导体纳米电子器件的特征尺寸不断缩小到几个纳米量级，相干量子效应在半导体纳米电子器件的散热瓶颈中的作用越来越重要。然而，量子力学模型仍然难以捉摸的非谐声子声子散射在极小的纳米结构与破坏平移对称性。在实际应用中，正确模拟包含非谐散射的量子热输运是一项长期的挑战性任务。在这篇文章中，我们提出了一个明确的理论制定的非谐声子非平衡格林函数（NEGF）形式主义的一维和三维纳米结构，通过图形微扰展开和傅立叶表示的谐波和非谐项的介绍。提出了一种以第一性原理力常数为输入的大规模量子热输运并行计算框架。研究了数值实现中的一些关键近似，以确保数值精度和效率之间的平衡。通过模拟硅薄膜的跨平面热输运，定量验证了非谐声子NEGF的形式和计算框架。的声子-声子散射示出是可观的，并引入约20%的热导率降低在室温下，即使对于约10 nm的膜厚度。该方法为器件量子热模拟以及纳米声子晶体中相干到非相干热输运转变的研究提供了一个强大的平台。因此，这项工作铺平了道路，理解和操纵热传导通过声子的波动性质。
2020-07-28 cond-mat.mes-hall
Plasmon-mediated superradiance near metal nanostructures
我们开发了一个理论的合作发射光的发射器，如荧光分子或半导体量子点，位于附近的金属纳米结构支持表面等离子体的合奏。在这样的系统中，合作发射的主要机制是发射器和等离子体激元之间的共振能量转移，而不是发射器之间的Dicke辐射耦合。我们确定了两种类型的发射器之间的等离子体耦合，（i）等离子体增强的辐射耦合和（ii）等离子体辅助的非辐射能量转移，它们之间的竞争管理系统本征态的结构。具体地说，当发射器从金属表面移除超过几个nm时，发射由三个超辐射态主导，具有与单个发射器相同的量子产率，导致系综辐射能量的急剧减少，而在较小的距离处，合作行为被非辐射跃迁破坏。在系综量子效率的距离依赖性中，可以观察到两个区域之间的交叉。我们的数值计算，将直接和等离子体辅助的相互作用的发射器之间的表明，他们不破坏等离子体迪克效应。
2010-08-20 cond-mat.mes-hall
Crossover in the electron-phonon heat exchange in layered nanostructures
从理论上研究了声子气体分布的有效维数对层状纳米结构中电子与声子之间热交换的影响。如果我们用$T_e$表示电子温度，用$T_{ph}$表示声子温度，则总热功率$P$一般与$T_e^x - T_{ph}^x$成比例，指数$x$取决于声子气体分布的有效维数。如果我们在足够宽的范围内改变温度，声子气体分布的有效维数会在某个温度$T_C$附近发生变化。这些变化反映在$x$中。一方面，在远低于交叉温度$T_C$的温度范围内，仅激发声子模式的最低分支。它们形成（准）二维气体，具有$x=3.5$。另一方面，远高于$T_C$，声子气体分布是准三维的，人们期望用$x = 5$恢复三维结果。但在我们的分层结构中情况并非如此。指数$x$具有复杂的、非单调的温度依赖性，刚好在交叉温度范围之后形成"平台区域"，其中$x$在4.5和5之间。在平台区之后，$x$降低，在我们的数值计算中使用的最高温度下达到3.5和4之间的值，这比$T_C$高40倍以上。
2018-10-04 cond-mat.mes-hall
Comments on ""Hot" electrons in metallic nanostructures -- non-thermal carriers or heating?" and "Assistance of metal nanoparticles to photo-catalysis -- nothing more than a classical heat source"
预印本arXiv：1810.00565和Light：Science & Applications（2019）中的论文的作者，Y。杜比和Y. Sivan对我们的几篇论文发表了一些错误和不一致的评论。此外，该论文发表在Faraday Discuss. 214，215-233（2018）由相同的作者也包含与我们的工作关系的几个错误的陈述。此外，作者在他们的评论中提到了我们的工作中实际上没有的特征。在下文中，我们对他们歪曲或错误解释我们发表的工作的一些具体问题提出更正。
2020-10-14 cond-mat.mes-hall physics.optics
Radiative Heat Transfer in Anisotropic Many-Body Systems: Tuning and Enhancement
本文提出了一种计算各向异性多体系统辐射换热的一般形式。我们的方案将各向同性多体系统的辐射传热理论推广到各向异性的情况。此外，在我们的公式中考虑了热浴对粒子的辐射加热。结果表明，各向异性粒子之间的辐射热交换（HE）和它们的辐射冷却/加热（RCH）可以提高几个数量级比各向同性粒子。此外，我们证明了在许多身体系统中，HE和RCH都可以通过粒子的相对取向进行显着调整。
2014-08-06 cond-mat.mes-hall
Photon heat transport in low-dimensional nanostructures
在低温下，当声子模被有效冻结时，光子输运是金属系统热弛豫的主要机制。从微观多体哈密顿量出发，发展了一种非平衡格林函数方法来研究光子在纳米结构中的能量输运。得到了金属岛与一维电磁场之间能流的形式精确表达式。从这个表达式中，我们得到的量子化的热导，以及显示如何可以推广到非平衡的情况下的结果。通常，岛电子的频率依赖性电流噪声决定能量转移速率。
2007-08-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech
A semiconductor exciton memory cell based on a single quantum nanostructure
我们展示了激子存储在一个单一的纳米结构，一个自组装的量子后。在产生之后，形成激子的电子和空穴被朝向量子柱的相对端的电场分离，从而抑制它们的辐射复合。在限定的时间之后，这种空间间接激子通过切换电场而重新转换成光学活性的直接激子。存储激子的发射光被检测到在一个单一的纳米结构的限制和存储时间超过30毫秒被证明。我们确定了一个缓慢的隧道的电子出量子后作为主要的损失机制，通过比较场依赖的时间衰减的存储信号模型，这个过程和辐射损失。
2008-05-13 cond-mat.mes-hall quant-ph
Tuning near field radiative heat flux through surface excitations with a metal insulator transition
由于缺乏良好的热绝缘体，热流的控制是一个艰巨的挑战。近场辐射热流控制是近年来在理论上发现的一种新的热流控制方法，通过调节表面的电子激励可以获得较大的热流对比度。在这里，我们表明，实验上的相变的VO 2需要改变的表面极化激元状态，显着影响辐射传热在近场。在所有情况下，Derjaguin近似正确地预测了近场的辐射传热，但它低估了远场极限。我们的研究结果表明，热流对比度可以实现在近场，可以大于在远场获得的。
2012-05-16 cond-mat.mes-hall
Extraordinary Photon Transport by Near-Field Coupling of a Nanostructured Metamaterial with a Graphene-Covered Plate
耦合的表面等离子体/声子极化激元和双曲模式已知可以增强穿过纳米真空间隙的辐射传输，但通常需要相同的材料。对于近场热光伏和热整流等应用，实现不同材料之间的强近场能量传递变得至关重要。在这项工作中，我们从理论上证明了纳米结构的超材料发射器和石墨烯覆盖的平面接收器之间的非凡的近场辐射传输。在20 nm的间隙距离处实现了近场耦合，光谱热流密度增加了两个数量级。通过仔细选择石墨烯化学势和硅纳米孔发射器和硅板接收器的掺杂水平，在400 K至300 K之间，总近场辐射热通量可以达到远场黑体极限的约500倍。通过近场表面等离子体激元耦合、涨落电动力学和色散关系阐明了其物理机制。详细分析了石墨烯化学势、发射极和接收极掺杂浓度以及真空间隙距离对近场耦合和辐射转移的影响。
2015-09-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Radiative heat flux through a topological Su-Schrieffer-Heeger chain of plasmonic nanoparticles
我们研究了InSb纳米颗粒沿Su-Schrieffer-Heeger链的辐射热输运。我们表明，在拓扑非平凡阶段，边缘模式占主导地位的辐射热输运，尽管他们强烈的本地化在有限链的边缘，由于第一个和最后一个粒子的长程耦合。我们进一步讨论了纵向和横向的带和边缘模式的热传递相对于链长的标度律，并得出结论，这两种类型的模式服从相同的标度律。
2020-07-16 cond-mat.mes-hall
Near-field radiative heat transfer between closely spaced graphene and amorphous SiO$_2$
我们研究了石墨烯和非晶SiO $_2$衬底之间的近场辐射能量转移。与现有的近场辐射传热理论相比，我们的理论考虑了石墨烯中的自由载流子以漂移速度$v$相对于衬底移动。在这种情况下，热通量由热涨落和量子涨落决定。我们发现，量子涨落对低温和高电场（大漂移速度）下的辐射能量转移有重要贡献。对于非悬浮的石墨烯，除了声子耦合的贡献之外，近场辐射能量传递对热传递有显著的贡献。对于悬浮的石墨烯（大间隔），在纳米级间隙处的对应辐射能量传递系数比黑体辐射极限的辐射热传递系数大$\sim$ 3个数量级。
2014-09-02 cond-mat.mes-hall
Large thermal biasing of individual gated nanostructures
我们展示了一种新的纳米加热方案，产生非常大的和均匀的温度梯度高达约1K每100纳米，在一个架构，这是兼容的场效应控制下的纳米结构测试。所展示的温度梯度大大超过了通常用在氧化物层顶部上制造的标准电阻加热器可获得的温度梯度。在短纳米线器件的特定情况下，纳米加热平台被证明。
2014-01-08 cond-mat.mes-hall
"Hot" electrons in metallic nanostructures -- non-thermal carriers or heating?
了解照明和金属纳米结构中电子分布之间的相互作用是开发应用的关键一步，例如绿色燃料的等离子体光催化，纳米级光检测等。阐明这种相互作用具有挑战性，因为它需要考虑电子系统中能量流动的所有通道。在这里，我们开发了这样一个理论，它是基于耦合玻尔兹曼热方程，只需要能量守恒和基本热力学，其中的电子分布，电子和声子（晶格）温度确定{ \em唯一}。将这一理论应用到现实的照明纳米粒子系统中，我们发现电子和声子的温度是相似的，从而证明了（经典的）单温度模型。我们表明，虽然高能量的“热”载流子的比例相比，热化载流子的增长基本上与照明强度，它仍然非常小（在$10^{-8}$的顺序）。重要的是，大部分吸收的照明功率进入加热而不是产生热载流子，从而使得等离子体激元热载流子产生效率极低。我们的配方允许第一次在金属纳米结构的稳态电子分布的理论和测量的一个独特的定量比较。
2019-07-21 cond-mat.mes-hall physics.optics
General formulation of coupled radiative and conductive heat transfer between compact bodies
我们提出了一个一般的框架，用于研究强耦合的辐射和导热之间的任意形状的物体分开的亚波长距离的传热。我们的配方是基于一个宏观的方法，耦合我们最近的波动体积-电流（FVC）的近场热传递的方法，更知名的傅立叶传导输运方程。我们应用我们的技术来考虑铝-锌氧化物纳米棒之间的热交换，并表明体等离子体共振的存在可以导致极大的辐射传热率（大约是平面几何形状中观察到的20倍），其与传导传输的相互作用导致沿纳米棒的非线性温度分布。
2016-09-21 cond-mat.mes-hall
Quantum thermocouples: nonlocal conversion and control of heat in nanostructures
Universidad Autónoma de Madrid（马德里自治大学）；Condensed Matter Physics Center (IFIMAC), Universidad Autónoma de Madrid（马德里自治大学凝聚态物理中心 (IFIMAC)）；Instituto Nicolás Cabrera (INC), Universidad Autónoma de Madrid（马德里自治大学尼古拉斯·卡布雷拉研究所 (INC)）
本文提出量子热偶用于非局域热转换与控制，通过多终端量子输运实现热能转换与制冷功能。
2025-11-14 cond-mat.mes-hall quant-ph
Experimental observation of nanoscale radiative heat flow due to surface plasmons in graphene and doped silicon
由于其二维电子结构，石墨烯表现出许多独特的性质。其中之一是在红外范围内的波矢量和温度依赖的等离子体。理论预测，由于这些等离子体激元，石墨烯可以用作通用材料，以增强任何介电衬底的纳米级辐射热交换。在这里，我们报告之间的辐射传热实验SiC和SiO2球具有非匹配的声子极化激元频率，因此只有弱的近场热交换。我们观察到，在SiC上外延生长的石墨烯的热通量贡献在短距离处占主导地位。等离子体激元对辐射传热的影响进一步支持与掺杂硅的测量。这些结果突出了石墨烯在光子近场和能量转换器件中的强大潜力。
2012-11-13 cond-mat.mes-hall
Near-Field Radiative Heat Transfer Eigenmodes
纳米级物体之间的近场电磁相互作用产生增强的辐射热传递，其可以大大超过由远场黑体辐射建立的限制。在这里，我们提出了一个理论框架来描述的时间动力学的纳米结构，这是基于使用的本征模展开的方程，支配这个过程的合奏辐射传热。使用这种形式主义，我们确定的基本原则，确定的纳米结构的集合的热化，揭示一般，但往往不直观的动态。我们的研究结果提供了一个优雅的和精确的方法，有效地分析包含大量的纳米粒子的系统中的近场辐射传热的时间动态。
2021-06-01 cond-mat.mes-hall quant-ph
Near-field radiative heat transfer between twisted nanoparticle gratings
研究了两个扭曲的有限尺寸极性介质纳米颗粒光栅之间的近场辐射换热。与以前的研究相同的配置，我们不依赖于任何近似的有效介质理论来描述光栅。利用全多体辐射传热理论研究了光栅的尺寸、间距和相对取向对辐射热流的影响。通过改变扭转角$θ$，我们表现出显着的热导$G(θ)$的振荡，由于光栅的正方形和圆形的尺寸效应。光栅之间的距离和扭曲相关的耦合占辐射热传导的强烈和特征调制与能量管理，传感和NEMS/MEMS器件的影响。
2020-08-08 cond-mat.mes-hall
Thermal transport in semiconductor nanostructures, graphene and related two-dimensional materials
我们回顾了半导体纳米结构（多层薄膜，核/壳和分段纳米线），单层和少层石墨烯，六方氮化硼，二硫化钼和黑磷的热输运的实验和理论结果。声子工程优化的电和热传导的不同可能性进行了讨论。揭示了声子能谱修正对半导体纳米结构热导率的影响。分析了石墨烯及相关二维材料的热导率与温度、薄片尺寸、缺陷浓度、边缘粗糙度和应变的关系。
2018-03-14 cond-mat.mes-hall
Coupling between conduction and near-field radiative heat transfer in tip-plane geometry
本文分析了真空间隙下两圆柱体间近场热传导与辐射换热的耦合问题。通过求解金属或极性材料间稳态热输运方程，我们强调了即使没有非局域效应，辐射转移的通量饱和机制。在极性材料的情况下，这种饱和发生在1至10 nm的分离距离范围内，这可以通过实验来探索。
2022-07-19 cond-mat.mes-hall
Fluctuations of radiative heat exchange between two bodies
本文提出了一个描述两物体间非平衡辐射换热涨落的理论。正如黑体理论所预言的那样，在远场，辐射热通量的方差与其平均值处于同一数量级。然而，在近场制度，我们表明，表面极化激元的存在下，使这个方差大于一个数量级的平均通量。我们进一步表明，在这个制度的热通量的相关时间是可比的热载体在每种介质中的弛豫时间。这一理论可以为远离热平衡条件的热交换的实验研究开辟道路。
2018-04-04 cond-mat.mes-hall
Thermal balance and quantum heat transport in nanostructures thermalized by local Langevin heat baths
在实际的纳米结构中的热传输建模需要在系统的大小和模型的完整性之间进行权衡。我们研究了由中心区域连接的两个引线区域组成的自洽热浴装置中的量子传热。在铅和中心区域的原子耦合到量子朗之万热浴，模拟阻尼和失相的声子波的非谐散射。该方法将引线和中心区域处理在相同的基础上，从而允许系统的简单且物理透明的热化，还实现引线和中心区域之间的完美声学匹配。耦合强度的增加降低了声子的平均自由程，并逐渐将声子输运从弹道机制转移到扩散机制。在中心区域中，浴温度由局部热浴和每个原子之间的零净能量交换的要求自洽地确定。通过求解频率空间中的随机运动方程并使用Dhar和Roy [J. Stat. 125，801（2006）]中，我们推导出热流公式，该公式包含声子传输函数的Caroli公式，并在与局部热浴的耦合消失的极限下简化为Landauer-Büttiker公式。
2013-08-05 cond-mat.mes-hall physics.comp-ph
Signature of resonant modes in radiative heat current noise spectrum
物体之间的辐射传热常常由传输中的窄共振所支配，G.由于腔模或表面激发。然而，这种谐振特性在平均热流中是不可见的。在这里，我们表明，噪声谱的热流可以作为一个直接探头的载热激发。也就是说，谐振模式在噪声谱中产生具有与模式寿命相关的宽度的尖峰。我们证明，在现实的超导电路或二维金属之间的热传递可以实现我们的预测。
2022-05-17 cond-mat.mes-hall
Transition from near-field to extreme near-field radiative heat transfer
本研究利用近场扫描热显微镜测量镀金球体与金膜在近场至极近场过渡区域的辐射传热，发现极近场（<10 nm）下热通量比涨落电动力学理论预测高约100倍，证明该理论在极近场失效。
2025-05-03 cond-mat.mes-hall
Many-body radiative heat transfer theory
本文提出了有限尺寸物体热非平衡离散系统辐射热交换的N体理论。我们报告强烈的提升效应的热通量，这只能通过考虑到许多机构的相互作用的存在下解释。我们的理论扩展了标准的Polder和van Hove随机形式主义，用于评估两个对象之间的热交换，从他们的环境隔离到一个相互作用的对象的集合。它为研究介观尺度下复杂系统的光子热输运性质提供了一个自然的理论框架。
2011-07-19 cond-mat.mes-hall
Radiative heat transfer as a Landauer-Büttiker problem
本文研究了两个半无限半空间之间的辐射传热问题，该半空间由与真空接触的导电表面所包围。这种设置被解释为一个四端介观输运问题。平板和界面被视为玻色子水库，完美地耦合到由两个界面和真空组成的散射中心。使用Rytov的波动电动力学和假设基尔霍夫的电路定律，我们计算在每个浴的热流。这允许显式评估的电导矩阵，其中一个很容易验证Büttiker对称性。因此，具有传导界面的层状介质中的辐射热传递成为Landauer-Büttiker输运问题。
2016-09-16 cond-mat.mes-hall
Many-body radiative heat pumping
我们介绍了一个多体系统中的两个机构之间的局部辐射热泵效应，通过使用外部能源的中间对象的温度和位置进行周期性调制。我们表明，可以通过改变这两个参数的振幅和失相来调节能流的大小和符号。这种多体效应为在纳米尺度上有效和主动地控制热通量铺平了道路。
2020-02-14 cond-mat.mes-hall
Graphene-based amplification and tuning of near-field radiative heat transfer between dissimilar polar materials
表面声子-极化激元共振在近场能强烈地增强两个表面间的辐射换热。然而，由两种不同材料支持的表面模式之间的光谱失配是导致它们交换的辐射热通量急剧减少的原因。在本文中，我们研究了如何存在的石墨烯片，沉积在支持最低频率的表面波的材料上，允许广泛调谐的辐射热传递，产生放大因子高达一个数量级。通过分析Landauer能量传输系数，我们证明了这种放大是由石墨烯支持的离域等离子体激元和两个石墨烯的表面极化激元之间的相互作用引起的。我们最后表明，我们强调的效果是强大的频率失配方面，铺平了道路，在不同的配置近场辐射传热的主动调谐和放大。
2017-05-04 cond-mat.mes-hall
Quantum thermal transport in nanostructures
在这篇评论中，我们讨论了连接到两个半无限的引线作为热浴的纳米结的热输运计算方法。我们的重点是基本的量子理论和原子模型。首先介绍了弹道热输运的Landauer公式，并从散射波的观点给出了它的推导过程。给出了计算声子透射系数的几种方法（散射边界条件、模式匹配、Piccard公式和Caroli公式）。介绍了非平衡格林函数方法，推导了Caroli公式。我们还给出了迭代方法和算法的基础上的广义特征值问题的表面格林函数的计算，这是一个NEGF计算的起点。本文从格林函数的基本定义出发，以围道有序格林函数的运动方程和费曼图解展开为基础，对NEGF方法作了系统的阐述。在后一部分中，我们讨论了热传导中非线性效应的处理，包括传输的唯象表达式，声子-声子相互作用的NEGF，具有量子热浴的分子动力学（广义朗之万），以及电子-声子相互作用。并给出了一些新的结果。我们还简要回顾了纳米结构中热输运测量的实验现状。
2008-02-20 cond-mat.mes-hall
Twisting the near-field radiative heat switch in hyperbolic antiferromagnets
本文研究双曲反铁磁绝缘体间近场辐射传热的扭转与磁场调控，发现约1.5 T磁场下热流非单调最小化，并提出扭转诱导热开关器件，为动态热管理提供新思路。
2022-05-16 cond-mat.mes-hall
Role of Auger Recombination in Plasmon Controlled Photoluminescence Kinetics in Metal-Semiconductor Hybrid Nanostructures
半导体量子点（SQD）的光谱研究解决了非辐射载流子损耗的问题，对于提高各种发光器件的效率至关重要。SQD发射极的各种设计，如掺杂、形成核-壳和合金化，已经尝试抑制非辐射复合。在这篇文章中，我们表明，形成与金属纳米粒子（MNP）具有局部表面等离子体共振与SQD的发射光谱重叠的混合物，可以减轻通过俄歇复合的非辐射载流子损耗。使用稳态和时间分辨的光致发光，已经表明，当这种混合物被选择性地激发远高于带隙而不激发等离子体时，对快速衰减时间的贡献随着对较长衰减时间的贡献的增加而减少。当激子和等离子体同时激发时，观察到完全相反的动力学。这种通过将MNP放置在SQD附近来控制光致发光动力学的方法为设计非常适合于发光器件的混合材料开辟了一种新方法。
2020-08-06 cond-mat.mes-hall physics.app-ph
Radiative heat flux predictions in hyperbolic metamaterials
利用涨落电动力学理论研究了双曲型多层异向介质中热光子介导的热输运。我们证明，在散装材料相比，分层双曲线材料内的通量可以在更长的距离传输，使这些媒体非常有前途的热管理和近场能量收集。
2015-04-08 cond-mat.mes-hall
Low-Temperature Heat Transport under Phonon Confinement in Nanostructures
针对纳米结构中声子受限导致低温传热标准模型失效的问题，提出一种可集成于双温模型的计算方法，揭示声子限制显著降低热容并减缓传热，经NbTiN超导纳米器件实验验证，为低温器件的材料与微结构工程优化提供指导。
2024-10-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Asymmetry-induced radiative heat transfer in Floquet systems
本文发展微观理论揭示Floquet系统中由非平衡电子涨落诱导的辐射热传递机制，发现相同驱动和温度下金属板间因电子性质差异产生显著热流，并展示其在主动冷却、热光伏等领域的应用潜力。
2025-07-02 cond-mat.mes-hall
Radiative Processes in Graphene and Similar Nanostructures at Strong Electric Fields
石墨烯单层和类似纳米结构中的低能单电子动力学由狄拉克模型描述，狄拉克模型是无质量QED的2+1维版本，其中光速被费米速度v_{F} =c/300代替。强场QFT的方法与狄拉克模型相关，因为任何低频电场都需要对无质量载流子进行非微扰处理，以防它在足够长的时间间隔内保持不变。在这种情况下，通过缓慢变化且小梯度的电场从真空产生的电子-空穴对的产生和湮灭的效应是相关的，从而基本上影响辐射图案。由于这个原因，标准的量子电动力学教科书中的光子发射理论是没有帮助的。我们构造了Dirac模型的Fock空间表示，它精确地考虑了由外部电场引起的真空不稳定性的影响，并在其中微扰地考虑了电子和光子之间的相互作用，遵循一般理论（广义Furry表示）。我们考虑光子发射的有效理论在一级近似下，并考虑到幺正关系，构建相应的总概率。
2016-11-29 cond-mat.mes-hall hep-th
Emergence of Nonlocal Hydrodynamics in Many-Body Radiative Heat Transport
Laboratoire Charles Fabry, UMR 8501, Institut d’Optique, CNRS, Université Paris-Saclay（查尔斯·法布里实验室，UMR 8501，光学院，法国国家科学研究中心，巴黎萨克雷大学）
该研究通过粗粒化多体系统的微观电动力学相互作用，建立了辐射热输运的非局部流体动力学理论，明确了傅里叶与非傅里叶输运的出现条件，搭建了离散多体涨落电动力学与连续描述的桥梁。
2026-10-14 cond-mat.mes-hall
Near-field radiative heat transfer and van der Waals friction between closely spaced graphene and amorphous SiO$_2$
我们研究了石墨烯和无定形SiO $_2$衬底之间的辐射传热和范德华摩擦。我们研究了表面声子极化激元作为温度和载流子密度的函数对低场迁移率的贡献。我们发现，电流饱和在一个高的电场，与实验一致。饱和电流对温度的依赖性很弱，我们将其归因于石墨烯载流子与衬底光学声子之间的“量子”摩擦。我们计算了由范德华摩擦引起的两个石墨烯片之间的摩擦阻力，并发现这种阻力可以诱导足够高的电压，可以很容易地通过实验测量。我们发现，对于非悬浮石墨烯的近场辐射传热，由于直接声子耦合的传热，是在低电场的相同数量级。在高场下，声子对热传递的贡献占主导地位。对于石墨烯与衬底之间的大间隔，热传递由近场辐射热传递主导。
2010-12-23 cond-mat.mes-hall
Mechanical relations between conductive and radiative heat transfer
我们提出了一个一般的非平衡格林函数形式主义的线性响应，建立声子和辐射传导之间的正式代数关系，并揭示了如何为前者的上限也可以适用于后者的系统中的热传递建模。我们还提出了这种形式主义的扩展，以处理系统容易受到相互作用的传导和辐射传热，这成为相关的原子系统和纳米和更小的分离，其中理论描述，分别对待每种现象可能是不够的。我们说明需要这样的耦合描述提供预测的碳炔线的低维系统中，总传热可以不同于其辐射和传导贡献的总和。我们的框架有分歧，了解大机构之间的热传递，可能会接近彼此直接接触，或可能耦合的原子，分子，或界面膜结。
2020-05-28 cond-mat.mes-hall
Resonant enhancement of the near-field radiative heat transfer in nanoparticles
我们数值研究了静态磁场辅助下球形InSb纳米颗粒与SiC平面之间的辐射换热。通过改变所施加的磁场的值，纳米球的介电函数由于磁等离子体激元的激发而变得各向异性。在偶极近似中，粒子的等离子体共振分裂成两个额外的卫星共振，随着场的增加，它们向更高和更低的频率移动。当其中一个粒子共振与SiC表面的声子极化激元频率重叠时，获得两个数量级的传热增强。为了理解调谐的辐射传热，我们提出了一个详细的分析的性质的模式，可以激发（表面，散装，双曲线）。
2022-03-06 cond-mat.mes-hall
Exact formulas for radiative heat transfer between planar bodies under arbitrary temperature profiles: modified asymptotics and sign-flip transitions
我们推导出精确的解析公式的辐射传热之间的平行平板真空分离，并受到任意的温度分布。我们表明，根据在接近板坯真空界面的点的温度的衍生物，通量可以表现出几种不同的渐近低距离（$d$）的行为之一，服从$1/d^2$，$1/d$，或对数幂律，或接近一个常数。定制板内的温度分布可以实现热交换的前所未有的可调谐性，例如在可调谐距离处导致符号翻转转变（其中通量反转符号）。我们的研究结果是相关的理论描述正在进行的实验探索近场热传递在纳米距离，辐射和传导热传递之间的耦合可能是温度梯度的起源。
2016-11-29 cond-mat.mes-hall
Near-field focusing and amplification of tip-substrate radiative heat transfer
研究通过引入极化膜增强并聚焦探针与基底间的近场辐射热传递，揭示了纳米尺度局部热传递的主动调控方法。
2025-12-05 cond-mat.mes-hall
Saturation of radiative heat transfer due to many-body thermalization
由于材料的非局部光学响应，两个物体之间的辐射热传递在非常短的分离距离处饱和。在这项工作中，我们表明，与第三个机构或外部浴的辐射相互作用的存在下，也可以引起饱和的热传递，即使在分离距离的材料的光学响应是纯粹的本地。我们证明，这种饱和机制是一个热化过程中产生的系统中的多体相互作用的直接后果。这种效应可能在复杂系统的纳米级热管理领域以及在纳米级热计量中对测量信号的解释中产生重要影响。
2019-12-18 cond-mat.mes-hall
Nanowires for heat conversion
本文综述了半导体纳米线热电性能的研究和增强。纳米线是纳米结构，其典型直径在几到几百纳米之间，长度在几到几微米之间，表现出高的表面积与体积比。如今，已经实现了对它们的生长的非凡控制，也使得不同类型的异质结构的集成成为可能，这可以导致纳米线的功能特性的工程化。在这篇综述中，我们讨论了所有的概念已经提出，并实现了迄今为止的半导体纳米线的热电性能的改善。此外，我们提出了一个简短的调查的实验方法，使这些纳米结构的热电性能的调查。
2021-01-04 cond-mat.mes-hall
Tomography of near-field radiative heat exchange between mesoscopic bodies immersed in a thermal bath
本文基于涨落电动力学和离散偶极近似，对热浴中介观物体与基底的近场辐射热交换进行层析研究，揭示多体相互作用及功率分布与本征模的关联，为深亚波长热点靶向的形状优化提供新途径。
2024-03-15 cond-mat.mes-hall
Near field versus far field in radiative heat transfer between two-dimensional metals
使用标准的波动电动力学框架，我们解析计算两个薄金属层之间的辐射热流，由真空间隙。我们分析了不同的贡献的热流（行波或倏逝波，横向电或磁极化），并揭示了至关重要的定性作用所发挥的直流电导率的金属相比，光速。对于导电性差的金属，即使当层之间的间隔大大超过热光子波长时，热流也可能由倏逝波主导，并且耦合具有静电性质。对于导电良好的金属，倏逝波的贡献占主导地位，在小于热波长的分离，主要是由于静磁耦合，与早期的工作散装金属。
2021-04-26 cond-mat.mes-hall
Length Dependent Thermal Conductivity Measurements Yield Phonon Mean Free Path Spectra in Nanostructures
在纳米结构如纳米线上的可变长度上的热导率测量提供了关于负责热传导的声子的平均自由程（MFP）的重要信息。然而，几乎所有的这些测量都是用平均MFP来解释的，即使许多晶体中的声子具有宽的MFP光谱。在这里，我们提出了一种重建方法来获得MFP光谱的纳米结构从可变长度的热导率测量。使用这种方法，我们调查最近报道的SiGe合金纳米线和悬浮石墨烯带的长度依赖的热导率测量。我们发现，最近对石墨烯的测量表明，石墨烯中70%的热量是由具有大于1微米的MFP的声子携带的。
2015-02-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Resonance energy transfer near metal nanostructures mediated by surface plasmons
我们开发了一个统一的理论，等离子体辅助共振能量转移（RET）的分子之间的金属纳米结构附近，保持转移，耗散和辐射之间的能量平衡。我们表明，在很宽的参数范围内，包括在近场，RET是占主导地位的等离子体增强辐射转移（PERT），而不是由一个非辐射转移机制。我们对Ag纳米颗粒附近的分子进行的数值计算表明，RET幅度对分子的位置高度敏感。
2011-02-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Quantum emitter coupled to plasmonic nanotriangle: Spatially dependent emission and thermal mapping
在这里，我们报告我们的研究辐射和非辐射之间的相互作用的单个量子发射体和各向异性的等离子体纳米结构：一个黄金纳米三角形。我们的理论和三维电磁模拟研究突出了量子发射体的偶极取向、等离子体纳米结构的各向异性以及发射体和等离子体几何结构之间的辐射和非辐射能量转移过程之间的有趣联系。对于量子发射体的面外取向，总衰减率和非辐射衰减率被发现是最大的，示出辐射提取效率为0.678。此外，对于相同的取向，辐射衰减速率更大，并且相对于纳米三角形显示出明显的空间依赖性。我们的研究有两个方面的直接影响：设计纳米粒子的光学天线，以控制从单个原子和分子的发射和几何控制到等离子体衰变通道的发射淬灭。
2018-06-15 cond-mat.mes-hall physics.optics
