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太陽能熱等離激元學(xué)-Solar thermoplasmonics
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華北電力大學(xué)能源動(dòng)力與機(jī)械工程學(xué)院劉國華等在該刊物上發(fā)表長篇綜述性論文“Progress in thermoplasmonics for solar energy applications”，詳細(xì)論述了太陽能熱等離激元學(xué)的研究進(jìn)展，重點(diǎn)討論了其物理機(jī)制，結(jié)構(gòu)調(diào)控策略和太陽能應(yīng)用。該工作拓展了等離激元學(xué)的認(rèn)識(shí)邊界，有重要的基礎(chǔ)科學(xué)意義，為等離激元材料設(shè)計(jì)及其在太陽能應(yīng)用等方面提供了新的架構(gòu)和解決思路。 背景介紹： 等離激元是什么？是指在入射光的作用下，金屬或者半導(dǎo)體內(nèi)部的電子就會(huì)發(fā)生位移，從而產(chǎn)生極化電場，在極化電場的作用下，材料內(nèi)部的電子就會(huì)發(fā)生震蕩，進(jìn)而產(chǎn)生一種震蕩波。等離激元可實(shí)現(xiàn)對(duì)光的前所未有的調(diào)控，這極大促進(jìn)了其在太陽能上的工程應(yīng)用。等離子體共振可顯著增強(qiáng)光的散射或吸收。可通過調(diào)整納米結(jié)構(gòu)的等離子體激發(fā)調(diào)控其熱載流子發(fā)射。其共振動(dòng)能的阻尼耗散會(huì)在納米尺度上釋放大量的熱，用于制造高性能納米熱源或散熱器。近年來，光/熱等離激元由于其獨(dú)特的物理特性而在太陽能工程應(yīng)用中引起廣泛關(guān)注。 主要內(nèi)容： 這項(xiàng)工作首先從光熱轉(zhuǎn)換和傳熱物理到熱誘導(dǎo)過程，全面論述了熱等離激元學(xué)的基本原理和內(nèi)在物理機(jī)制。 其次，從材料原理和結(jié)構(gòu)方面充分討論了結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化及調(diào)控策略，包括自調(diào)控等離子體、等離子體耦合策略以及具有可調(diào)間隙的活性等離子體等三個(gè)層面。 再次，基于已發(fā)展的新型熱等離激元結(jié)構(gòu)，系統(tǒng)論述了該技術(shù)在太陽能集熱器、太陽能散熱器、熱光伏、太陽能海水淡化、太陽能殺菌、太陽能降解和催化、太陽能燃料和太陽能增肥制造等領(lǐng)域的工程應(yīng)用，深入探討了熱等離激元相對(duì)于傳統(tǒng)技術(shù)的優(yōu)勢(shì)。 最后，論文指出太陽能熱等離激元學(xué)在未來發(fā)展中可能存在的挑戰(zhàn)，并對(duì)該技術(shù)在更廣泛領(lǐng)域中的應(yīng)用提出一些建議。 |
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