【儀表網(wǎng) 研發(fā)快訊】近日，能源學(xué)院易紅亮教授團(tuán)隊(duì)在輻射換熱研究中取得重要突破，發(fā)現(xiàn)了低維材料熱輻射反常負(fù)溫度依賴現(xiàn)象，相關(guān)成果以《非常規(guī)熱光子電荷密度波》(Unconventional Thermophotonic Charge Density Wave)為題發(fā)表在《物理評論快報(bào)》(Physical Review Letters)上。
 

　　強(qiáng)關(guān)聯(lián)量子系統(tǒng)能夠形成具有對稱性破缺的有趣的基本集體模式，例如電荷密度波(CDW)，其特征在于電子密度的周期性調(diào)制和相應(yīng)的晶格畸變。如何通過使用各種互補(bǔ)的散射技術(shù)實(shí)現(xiàn)CDW狀態(tài)的微觀可視化，并直接確定和理解結(jié)構(gòu)和費(fèi)米面修飾的相應(yīng)指紋圖譜，仍然是相關(guān)研究的重點(diǎn)和難點(diǎn)。
 

　　針對這一現(xiàn)狀，易紅亮教授團(tuán)隊(duì)突破現(xiàn)有研究思路和研究方案的制約，利用漲落電動力學(xué)、電流-電流線性響應(yīng)和密度泛函理論揭示了電荷密度波(CDW)材料的輻射換熱行為特征，并將其稱為熱光子CDW躍遷(tp-CDW躍遷)。研究結(jié)果表明，在CDW躍遷過程中，熱光子能量輸運(yùn)產(chǎn)生了顯著的負(fù)溫度依賴性，即H ∝ T−n，違背了Stefan-Boltzmann定律的預(yù)測H ∝ T3。這種負(fù)溫度依賴性非常重要，表明CDW序與熱輻射之間存在密切聯(lián)系(加入聲子校正后，可對CDW溫度值進(jìn)行校正，使之更加貼合實(shí)際躍遷溫度，但非諧波效應(yīng)不會對光學(xué)和熱光子特性產(chǎn)生影響)。易紅亮教授團(tuán)隊(duì)進(jìn)一步探索了tp-CDW轉(zhuǎn)變過程中非平凡特征的基本物理機(jī)制，考察了由等離激元和CDW激發(fā)組成的復(fù)雜混合模式在熱光子傳輸中的可能影響，發(fā)現(xiàn)這種反常的熱輻射源于與CDW電子帶隙湮滅相關(guān)的帶間激勵(lì)的抑制。這一發(fā)現(xiàn)連接了物理學(xué)研究中兩個(gè)迅速發(fā)展的領(lǐng)域，即CDWs和熱輻射，為CDWs研究提供了新思路。此外，CDW相的異常熱響應(yīng)也展現(xiàn)了其在熱管理方面的應(yīng)用潛力。
 

　　哈工大為論文第一通訊單位。哈工大能源學(xué)院博士后周承隆副研究員為論文第一作者，能源學(xué)院易紅亮教授、克羅地亞物理研究所迪諾(Dino)博士與新加坡國立大學(xué)仇成偉教授為論文通訊作者。哈工大能源學(xué)院張勇教授參與相關(guān)研究工作。
 

　　該研究獲國家自然科學(xué)基金聯(lián)合基金重點(diǎn)項(xiàng)目、國家自然科學(xué)基金面上項(xiàng)目等資助。哈工大全媒體(張又元 周承隆 文/圖)
 

CDW躍遷的輻射換熱