研究人员展示了以前所未有的方式控制热辐射的超表面

纽约市立大学研究生院高级科学研究中心 (CUNY ASRC) 的研究人员通过实验证明，超表面(纳米级结构的二维材料)可以精确控制超表面内部产生的热辐射的光学特性。这项开创性的研究发表在《自然纳米技术》上，为创建具有前所未有功能的定制光源铺平了道路，影响了广泛的科学和技术应用。

热辐射是一种由物质中热量驱动的随机波动产生的电磁波，其本质上是宽带的，由多种颜色组成。白炽灯发出的光就是一个很好的例子。它也是非偏振的，由于其随机性，它会向四面八方扩散。这些特性通常会限制其在需要明确光属性的应用中的实用性。相比之下，以明确的频率、偏振和传播方向而闻名的激光是明确的，这使得它对现代社会的许多关键应用都具有无价的价值。

超表面提供了一种更实用的解决方案，它通过精心设计排列在表面的纳米柱形状来控制电磁波。通过改变这些结构，研究人员可以控制光散射，有效地以可定制的方式“塑造”光。然而，到目前为止，超表面仅被开发用于控制激光光源，而且它们需要笨重、昂贵的激发装置。

“我们的最终目标是实现超表面技术，这种技术不需要外部激光源，但可以精确控制其自身热辐射的发射和传播方式，”该论文的主要作者之一亚当·奥维格 (Adam Overvig) 说道，他曾是纽约市立大学 ASRC 光子学计划的博士后研究员，目前是史蒂文斯理工学院的助理教授。“我们的工作是这一探索的重要一步，为一种新型超表面奠定了基础，这种超表面不需要外部激光源，而是由热量驱动的内部非相干物质振荡提供能量。”

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