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liuguohua888

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[交流] 太阳能热等离激元学-Physics Reports

国际公认的物理学和交叉科学类顶尖综述期刊Physics Reports (2022年影响因子30.51)近期传出“华电新声”。华北电力大学能源动力与机械工程学院刘国华等在该刊物上发表长篇综述性论文“Progress in thermoplasmonics for solar energy applications”，详细论述了太阳能热等离激元学的研究进展，重点讨论了其物理机制，结构调控策略和太阳能应用。该工作拓展了等离激元学的认识边界，有重要的基础科学意义，为等离激元材料设计及其在太阳能应用等方面提供了新的架构和解决思路。

背景介绍：
等离激元是什么？是指在入射光的作用下，金属或者半导体内部的电子就会发生位移，从而产生极化电场，在极化电场的作用下，材料内部的电子就会发生震荡，进而产生一种震荡波。等离激元可实现对光的前所未有的调控，这极大促进了其在太阳能上的工程应用。等离子体共振可显著增强光的散射或吸收。可通过调整纳米结构的等离子体激发调控其热载流子发射。其共振动能的阻尼耗散会在纳米尺度上释放大量的热，用于制造高性能纳米热源或散热器。近年来，光/热等离激元由于其独特的物理特性而在太阳能工程应用中引起广泛关注。

主要内容：
这项工作首先从光热转换和传热物理到热诱导过程，全面论述了热等离激元学的基本原理和内在物理机制。其次，从材料原理和结构方面充分讨论了结构设计优化及调控策略，包括自调控等离子体、等离子体耦合策略以及具有可调间隙的活性等离子体等三个层面。再次，基于已发展的新型热等离激元结构，系统论述了该技术在太阳能集热器、太阳能散热器、热光伏、太阳能海水淡化、太阳能杀菌、太阳能降解和催化、太阳能燃料和太阳能增肥制造等领域的工程应用，深入探讨了热等离激元相对于传统技术的优势。最后，论文指出太阳能热等离激元学在未来发展中可能存在的挑战，并对该技术在更广泛领域中的应用提出一些建议。

Physics Reports杂志创刊于1971年，是物理学界久负盛名、最具影响力的顶级综述性期刊，每期只发表一篇论文，专门发表该领域各研究方向全球知名专家撰写的综述性论文，对相关领域的发展具有非常重要的引领和指导作用。
论文链接：https://www.sciencedirect.com/sc ... i/S0370157322002605

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