新型“可编程”热辐射器件

近日，日本大阪市立大学领衔的国际研究团队开发出一种新型热辐射器件，能够像计算机芯片存储和控制数据一样让热辐射“可编程”，实现了热辐射的方向调控、工作模式切换，并在断电后保持设定状态。这项创新有望催生更智能的红外传感器、更先进的能源技术，以及利用光和热而非电荷的存储设备。相关研究成果发布在最新一期《自然·通讯》上。

在大多数材料中，热量的吸收与辐射始终“绑定”在一起，如果一种材料能够高效吸收来自某一方向或某一波长的热量，它也会以相同方式向外辐射热量。这一长期确立的物理规律被称为互易性，也正因如此，科学家难以分别控制热能如何进入和离开材料。

如果能打破这种互易关系，材料便可从一个方向吸收热能，却能向另一个方向释放热能，从而实现更精准的热流控制，有望提升热管理、能量转换、红外传感和热通信等技术的性能。

此次研究团队将磁光材料与一种名为GST的相变材料相结合，设计出了这种新型器件。磁光材料在磁场作用下会改变与光的相互作用，两种材料结合后，器件不仅能够控制热辐射方向，还可实现这种特性的开启与关闭，并在断电后保持原有状态，为热辐射的可编程控制提供了基础。

研究发现，即使光线几乎垂直照射到器件表面，该器件仍会因入射方向不同而表现出不同的响应。而此前的相关技术通常需要光线以很大的倾斜角入射，才能实现类似效果，这不仅降低了吸热效率，也削弱了热辐射性能。

新器件克服了此前系统的不足，能够稳定切换不同工作状态，更具实际应用价值。