電荷與熱輸運的精準調控，對于計算技術與熱管理技術的發展至關重要。近期基于超導材料的研究表明，在液氦溫度附近，可實現超導電流的整流效應。然而，盡管調控低溫納米尺度輻射熱流在理論層面備受關注，且有望推動量子技術發展，但目前尚未有實驗證實該調控的可行性。

1：實驗裝置與微加工器件示意圖。

近日，密歇根大學Yuxuan Luan, Shen Yan，Edgar Meyhofer & Pramod Reddy團隊和斯坦福大學范汕洄院士團隊在Nature Nanotechnology上發文，次通過實驗觀測，證實了常態金屬（金）與超導體（鈮）納米間隙內的光子介導熱輸運過程。

圖2：用于探測Au-SCP與Nb-SPM之間輻射熱傳遞的實驗方案。

通過創新性掃描量熱探針與納米加工器件（將微加工量熱計（一種帶有平面鈮區域的懸浮薄膜結構）與集成金球的掃描探針相結合（圖1a），可在液氦溫度下實現皮瓦級分辨率的熱學測量），研究發現：當鈮從正常金屬態轉變為超導態時，鈮與金納米間隙之間的近場輻射熱輸運強度被抑制約20倍。

圖3：Au-SCP與Nb-SPM之間溫度關系的近場熱傳遞結果。

圖4：10納米間隙時，由鈮平面與金球構成近場熱二極管的實驗驗證。

這證實鈮了的超導相變可實現高效的熱輸運整流，進一步研制出了鈮基低溫熱二極管，熱輸運整流比可達70%（這也是目前已報道的光子型熱二極管的高整流比）。這將為量子材料中納米尺度熱輸運的研究提供支撐，并推動超導器件熱管理技術的發展。

參考文獻： 中國光學期刊網

您好，可以免費咨詢技術客服[Daisy]

 筱曉(上海)光子技術有限公司

歡迎大家給我們留言，私信我們會詳細解答，分享產品鏈接給您。

免責聲明：

資訊內容來源于互聯網，不代表本網站及新媒體平臺贊同其觀點和對其真實性負責。如對文、圖等版權問題存在異議的，請聯系我們將協調給予刪除處理。行業資訊僅供參考，不存在競爭的經濟利益。