关注不可能：首次近场、亚波长热辐射测量

纳米设备改变了我们诊断疾病、处理食物和水以及储存可再生能源的方式。但为了跟上下一代技术的发展，研究人员需要了解促进其功能的基本原理

在物理学中，普朗克定律描述了当两个物体之间的间隙尺寸大于室温下约为10微米的热波长时，两个物体间可以传递多少热量。机械工程教授盛申过去的研究发现，普朗克定律可以在纳米尺度上被打破；当物体靠得更近时，能量排放会超出预期

现在，经过多年的尝试和错误，沈的实验室制造了一种先进的仪器，以收集第一个能够实现近场热测量的纳米器件。他们的发现揭示了对纳米器件中能量传输物理的全新见解&mdash；是用于能量转换和收集的纳米器件应用的基石

“我们想突破极限，”机械工程教授盛申说。“我们能把间隙和物体都缩小，以更好地理解纳米级的热传递吗？”

为了探索这一点，机械工程博士生肖洛定制了一个具有悬浮加热测温的新型纳米器件平台，首次测量了两个亚波长结构之间的近场热辐射

罗说：“我克服了很多制造困难，包括污染、设备损坏和膜粘在一起。”。“整个想法是让两个微小的膜完美对齐，而不会受到任何其他可能传递热量的物体的干扰。”。然后，他在大约150纳米到750纳米的各种间隙距离处测量了器件之间的热辐射

与理论黑体辐射相比，该团队证明了分离间隙为150nm的两个亚波长表面之间的热传递增强了20倍

沈说：“令人惊讶的是，整个故事并不像我们之前想象的那样围绕着差距大小展开。”。“当我们使物体小于波长时，根据两个大型物体的理论，热辐射并没有得到预期的增强。研究人员必须分析结构和基本物理才能理解这一现象。”

Luo和团队使用计算模拟验证了他们的发现

＜p＞沈认为，消费者还需要10到20年的时间才能看到一种基于这一基础物理原理开发的有形产品，但他对其在热工程和光子学方面的价值充满信心

这项工作发表在《纳米快报》杂志上