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可靠性与测试 多物理场耦合 ★ 4.0

利用非互易外尔半金属Co3Sn2S2实现动态热近场路由

Dynamical thermal near-field routing with the non-reciprocal Weyl semi-metal Co3Sn2S2

作者 Abraham Ekeroth · Garcia Martin · Das Sarma · Van Mechelen
期刊 Applied Physics Letters
出版日期 2025年1月
卷/期 第 127 卷 第 10 期
技术分类 可靠性与测试
技术标签 多物理场耦合
相关度评分 ★★★★ 4.0 / 5.0
关键词 铁磁外尔半金属 纳米粒子 非互易加热 热路由效应 纳米热管理
语言:

中文摘要

理论上研究了由铁磁性外尔半金属Co3Sn2S2构成的双纳米颗粒与基底附近的非互易加热动力学。结果表明,热路由效应源于纳米颗粒共振模式与基底非互易表面模式之间的自旋-自旋耦合机制。数值计算显示,非互易加热效应可达施加温差的22.5%,显著的热调控能力为基于外尔半金属的实验实现及纳米尺度热管理应用提供了新途径。

English Abstract

We demonstrate theoretically the non-reciprocal heating dynamics of two nanoparticles (NPs) in the vicinity of a substrate, all made of the ferromagnetic Weyl semi-metal (WSM) Co3Sn2S2. We show that the thermal routing effect is due to a spin–spin coupling mechanism between the NP resonances and the non-reciprocal surface modes of the substrate. Our numerical results indicate that the non-reciprocal heating effect is on the order of 22.5% of the applied temperature differences. This strong routing effect paves the way for experimental realizations employing WSMs and applications in nanoscale thermal management.
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SunView 深度解读

该非互易热近场路由技术对阳光电源功率器件热管理具有前瞻性价值。在ST储能变流器和SG光伏逆变器的SiC/GaN功率模块设计中,纳米尺度热路由机制可启发新型散热结构开发,通过材料磁性调控实现定向热传导,优化IGBT/MOSFET芯片间热分布不均问题。对PowerTitan大型储能系统,该动态热调控原理可应用于电池簇温度梯度管理,提升Pack级热均衡性能。虽然外尔半金属工程化应用尚需时日,但其揭示的多物理场耦合机制(磁-热-光)为功率电子热设计提供了新维度思路,特别是高功率密度场景下的微观热流精准调控。