hBN薄膜将等离激元纳米结构光学加热降温达60%，建立二维材料热管理设计准则

B910化工消息：4月30日，arXiv发表研究定量评估了六方氮化硼（hBN）薄膜作为散热层对等离激元纳米结构光学加热的抑制效果。

等离激元纳米结构的光学加热是纳米系统的关键挑战。虽然等离激元效应增强了光学功能，但伴随的温升会降低生物传感、纳米光子学和微电子学中热敏应用的性能。传统冷却策略在纳米尺度因热输运有限和界面热阻高而失效。

研究结合有限元模拟和交叉光栅波前显微镜（CGM）纳米测温技术，定量表征了沉积在玻璃上、被水包围的金纳米球的温度场和hBN冷却效果。结果显示hBN可使温升降低最多60%。

研究发现存在两条主要热耗散路径：纳米粒子直接向hBN传导，以及粒子通过水间接向hBN传热。冷却效率呈强厚度依赖性：薄层受限于hBN的热容量，厚层受限于界面热导。该工作建立了将二维材料集成到热敏平台（如生物传感器和集成电路）的设计准则。 （来源：arXiv）