Lithography-free polarization-dependent absorber based on α-MoO_(3)

As a natural biaxial hyperbolic material, α-phase molybdenum trioxide(α-MoO_(3)) exhibits dielectric and metallic properties in the plane, rendering it an exceptional candidate for polarization-dependent devices. In this work, we design a lithography-free polarization-dependent absorber consisting of an α-MoO_(3)film, a germanium layer, and a silver substrate. The results show that a narrowband absorption of up to 0.99 is achieved at a wavelength of 12.2 μm for transverse magnetic polarization. In contrast, the absorption is only 0.06 at this wavelength for transverse electric polarization. This remarkable polarization-dependent absorption performance is attributed to the coupling of epsilon-near-zero modes and Fabry-Perot resonances, which is confirmed by the electric field and power dissipation density distributions. Furthermore, strong polarization-dependent performance could also be achieved when the crystal axis of α-MoO_(3)is rotated in the out-of-plane. This work demonstrates that in-plane anisotropic α-MoO_(3)has the potential for designing high polarization-dependent devices.

定向热辐射研究进展

热辐射是一种基本的物理过程,指温度高于绝对零度的物体由于粒子的热运动自发地发射电磁能量。大多数热辐射体缺乏方向性,导致能量在不必要的方向上损失,从而降低热器件和应用的效率。在实际应用中,通常需要热辐射器在不同方向上表现出不同的热辐射能力,因此,在高效热传输中,控制热发射的方向性至关重要。定向热辐射的研究对于热成像和传感、辐射冷却、红外加密和能源利用等领域具有重要意义。本文首先阐述了传统热辐射与定向热辐射的区别,以及后者在科学前沿的潜在价值。随后,基于热辐射的特性,从窄带定向热辐射和宽带定向热辐射两个方面系统整理了国内外学者在定向热辐射方面的研究进展。最后,展望了该领域未来的研究趋势,剖析了其面临的重大挑战,旨在为定向热辐射技术的进一步发展提供理论指导与实践启示。

非互易热辐射研究综述

非互易热辐射是一种突破传统基尔霍夫定律对称互易性的辐射传热新方式,它打破了物体光谱定向发射率与光谱定向吸收率必须相等的限制,实现了辐射器光谱、角度发射率和吸收率在时间和空间上的独立控制。本文综述了非互易热辐射在理论计算、实验验证和应用方面的研究进展,从基尔霍夫定律与洛伦兹互易性之间的内在联系出发,阐述了非互易热辐射产生的必要条件,以磁光材料In As和外尔半金属两种典型材料为例探讨了如何构建非对称结构和利用外部场调控,产生多波段、多角度的非互易热辐射,并应用于太阳能电池、热光伏系统等领域,成功突破了热辐射的黑体极限并在理论上达到朗斯堡极限,提升了能源的转换效率。未来非互易热辐射有望为能源有效利用和节能减排提供有力的支持,推动前沿材料研究和技术创新,为可持续发展注入新的动力和活力。