Near-Field Thermal Radiation of Nanopatterned Black Phosphorene Mediated by Topological Transitions of Phosphorene Plasmons
Near-Field Thermal Radiation of Nanopatterned Black Phosphorene Mediated by Topological Transitions of Phosphorene Plasmons
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磷烯等离子体拓扑转变介导的纳米图案黑色磷烯的近场热辐射
DOI：
10.1080/15567265.2019.1578310
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发表时间：
2019-02
影响因子：
4.1
通讯作者：
Xuan Yimin
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Liu Xianglei;Xuan Yimin
摘要新出现的黑磷烯(BP)由于其强烈的面内各向异性和可调谐的面内各向异性，在调节近场热辐射方面具有独特的优势，但与其在其他领域获得的巨大关注形成鲜明对比的是，相关的研究报道很少。在这里，我们研究了不同的图案化和电子掺杂方式下的纳米BP的近场热辐射。适当的掺杂增加了自由载流子密度，使BP从介电材料转变为双曲线材料，并激发了等离子体共振。由于磷带等离子体从准椭圆到准双曲线的拓扑转变，纳米BP具有比平面BP更高的辐射传输率，高达65%。这项工作开辟了替代途径来调节和增强近场热辐射，这在有效的热管理和能量转换方面具有广阔的应用前景。
ABSTRACT Emerging black phosphorene (BP) has unique advantages in mediating near-field thermal radiation due to its strong and tunable in-plane anisotropy, but relative researches are rarely reported in stark contrast to its gained tremendous attention in other fields. Here, we investigate near-field thermal radiation of nanopatterned BP considering different ways of patterning and electronic doping. Appropriate doping increases free carrier density, enabling the transition of BP from dielectrics to hyperbolic materials and the excitation of plasmon resonances. Nanopatterned BP is found to possess a higher radiative transfer rate by as high as 65% compared with plane counterparts due to topological transition of phosphorene ribbon plasmons from quasi-ellipses to quasi-hyperbolas. This work opens alternative routes to mediate and enhance near-field thermal radiation, which has promising applications in efficient thermal management and energy conversion.
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影响因子：
16.6
作者：
Bernardi, Michael P.;Milovich, Daniel;Francoeur, Mathieu
通讯作者：
Francoeur, Mathieu
影响因子：
4.6
作者：
Messina, Riccardo;Ben-Abdallah, Philippe
通讯作者：
Ben-Abdallah, Philippe
DOI：
10.1016/j.jqsrt.2018.01.009
发表时间：
2018-03
影响因子：
2.3
作者：
Zhiheng Zheng;Ao Wang;Y. Xuan
通讯作者：
Zhiheng Zheng;Ao Wang;Y. Xuan
影响因子：
3.8
作者：
C. Khandekar;Alejandro W. Rodriguez
通讯作者：
C. Khandekar;Alejandro W. Rodriguez
影响因子：
16.6
作者：
Pickering, Tim;Hamm, Joachim M.;Page, A. Freddie;Wuestner, Sebastian;Hess, Ortwin
通讯作者：
Hess, Ortwin