根據(jù)著名的斯特藩-玻爾茲曼定律,兩個(gè)平行介質(zhì)之間的輻射熱傳輸受到傳播電磁波的控制,在理想情況下,極限達(dá)到黑體輻射。然而,這一理論的可行性僅限遠(yuǎn)場(chǎng)范圍。近年來(lái),隨著納米技術(shù)的高速發(fā)展,研究者發(fā)現(xiàn)在納米尺寸下很多物理現(xiàn)象呈現(xiàn)出新的物理特性。當(dāng)平行介質(zhì)之間的距離在納米尺度下小于熱輻射的特征波長(zhǎng)時(shí),傳播電磁波對(duì)輻射熱傳輸?shù)目刂浦饾u失效,而倏逝波、表面極化激元在熱傳輸過(guò)程中起主導(dǎo)作用。由于平行介質(zhì)的界面處存在表面波的耦合,近場(chǎng)輻射熱傳輸可以超過(guò)黑體輻射幾個(gè)數(shù)量級(jí)。本論文采用漲落耗散理論對(duì)基于石墨烯的各向異性材料之間的近場(chǎng)輻射熱傳輸在理論上進(jìn)行了定量計(jì)算及定性分析。主要研究?jī)?nèi)容有:第一,分析了石墨烯的物理性質(zhì),主要包括石墨烯的基本結(jié)構(gòu)、光電性質(zhì)及石墨烯表面等離激元。介紹了本論文研究的各向異性超材料的雙曲色散特性,推導(dǎo)了各向異性材料的色散關(guān)系,也推導(dǎo)了介質(zhì)-石墨烯-介質(zhì)結(jié)構(gòu)表面的菲涅爾反射系數(shù)。表明各向異性超材料在近場(chǎng)輻射熱傳輸中發(fā)揮的重要作用。根據(jù)近場(chǎng)熱輻射的漲落電動(dòng)力學(xué)及漲落耗散理論,計(jì)算熱傳輸系數(shù)。第二,通過(guò)構(gòu)建半無(wú)限石墨烯覆蓋碳化硅納米線陣列（SiC NWAs）復(fù)合結(jié)構(gòu),推導(dǎo)結(jié)構(gòu)表面的菲涅爾... 

【文章來(lái)源】：南昌大學(xué)江西省 211工程院校

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【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

(a)石墨烯的結(jié)構(gòu)示意圖圖1.1(b)石墨烯組成的富勒烯、碳納米管、石墨

電子的弛豫時(shí)間 和石墨烯化學(xué)勢(shì) 。圖 1.2 電導(dǎo)率（a）實(shí)部和（b）虛部與頻率和石墨烯化學(xué)勢(shì)的關(guān)系圖圖1.2用matlab軟件仿真模擬出了石墨烯化學(xué)勢(shì)和頻率對(duì)石墨烯電導(dǎo)率的影響，在很小的頻率范圍內(nèi)才出現(xiàn)亮區(qū)，此時(shí)石墨烯電導(dǎo)率受石墨烯化學(xué)勢(shì)的影響較明顯。隨著頻率增加，石墨烯電導(dǎo)率趨近于零，不受化學(xué)勢(shì)和頻率的影響。為進(jìn)一步研究石墨烯化學(xué)勢(shì)和頻率對(duì)電導(dǎo)率的影響，圖 1.3 和圖 1.4 分別用軟件編程模擬了石墨烯電導(dǎo)率實(shí)部和虛部在選定石墨烯化學(xué)勢(shì)數(shù)值的情況下隨頻率變化的關(guān)系，清晰的展示了頻率、化學(xué)勢(shì)對(duì)石墨烯電導(dǎo)率的影響。從圖中可以看出，隨著頻率的不斷增加，石墨烯電導(dǎo)率的實(shí)部和虛部都迅速減小，且電導(dǎo)率虛部比實(shí)部高出一個(gè)數(shù)量級(jí)，實(shí)部電導(dǎo)率衰減相對(duì)緩慢。隨著石墨烯化學(xué)勢(shì)的增大，電導(dǎo)率的實(shí)部與虛部都得到增加，并都往高頻方向移動(dòng)，發(fā)生了紅移。由于石墨烯

圖 1.3 石墨烯電導(dǎo)率實(shí)部在不同化學(xué)勢(shì)下與頻率的關(guān)系圖 1.4 石墨烯電導(dǎo)率虛部在不同化學(xué)勢(shì)下與頻率的關(guān)系反射系數(shù)放置在絕對(duì)介電函數(shù)和磁導(dǎo)率分別為11 ， 和22 ， 的


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