Nonreciprocal scattering and implications for thermal emission control on a mid-infrared spatiotemporally modulated metasurface

互惠(文化人类学) 散射 物理 解耦(概率) 热辐射 光学 发射率 热的 光子学 辐射传输 洛伦兹变换 背景(考古学) 对称性破坏 辐射能 吸收(声学) 摩尔吸收率 光散射 光电子学 计算物理学 辐射 电磁辐射 前向散射 热发射 布里渊散射 布拉格定律 光子 光子晶体 材料科学 对称(几何)
作者
Anatoly Efimov,Chun-Chieh Chang,Simo Pajovic,Wilton J. M. Kort-Kamp,D Kim,H B Chen,Diego A. R. Dalvit,Abul K. Azad
出处
期刊:Nature Communications [Nature Portfolio]
标识
DOI:10.1038/s41467-026-72142-z
摘要

Lorentz reciprocity fundamentally limits the performance of photonic systems by enforcing reciprocal energy exchange between source and detector, which implies a symmetric scattering matrix. In the context of thermal radiation, Lorentz reciprocity manifests as Kirchhoff's law-the equality of the spectral directional emissivity and absorptivity of a surface. Breaking this reciprocity is important for advancing photonic devices for energy conversion, radiative cooling and mid-infrared sensing and imaging. Here, we report the demonstration of spatiotemporally modulated nonreciprocal metasurfaces operating at mid-infrared frequencies. We design and fabricate a graphene-based integrated photonic structure and experimentally demonstrate nonreciprocal scattering from a metasurface, modulated at gigahertz frequencies. We further develop a theoretical framework to relate nonreciprocal scattering under spatiotemporal modulation with unequal absorptivity and emissivity, indicating a breakdown of the spectral directional version of Kirchhoff's law of thermal radiation. Together, our scattering experiments and theory imply effective decoupling of absorption and emission channels by breaking time-reversal symmetry at thermal wavelengths.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
文曲星完成签到 ,获得积分10
2秒前
2秒前
Ava应助Pandies采纳,获得10
3秒前
奋斗土豆完成签到 ,获得积分10
3秒前
傲娇的筮完成签到 ,获得积分20
4秒前
7秒前
zj发布了新的文献求助10
7秒前
8秒前
mumu完成签到,获得积分10
8秒前
123发布了新的文献求助10
9秒前
可爱忆安完成签到,获得积分10
10秒前
小趴蔡完成签到 ,获得积分10
10秒前
星辰大海应助戴怀瑾采纳,获得10
12秒前
Gaolongzhen完成签到 ,获得积分10
12秒前
小蘑菇应助Zhi采纳,获得10
13秒前
长情的雨发布了新的文献求助10
13秒前
蓝天发布了新的文献求助30
14秒前
林伊格发布了新的文献求助10
14秒前
of发布了新的文献求助10
15秒前
17秒前
诺亚方舟哇哈哈完成签到 ,获得积分0
18秒前
18秒前
余悸完成签到,获得积分10
19秒前
19秒前
20秒前
20秒前
aaaa发布了新的文献求助10
21秒前
22秒前
无花果应助zyz采纳,获得10
23秒前
lmn完成签到,获得积分10
23秒前
在水一方应助水123采纳,获得10
24秒前
陈伟杰发布了新的文献求助10
24秒前
Zhang完成签到,获得积分10
24秒前
Zhi发布了新的文献求助10
24秒前
of完成签到,获得积分10
26秒前
Edmund发布了新的文献求助10
27秒前
27秒前
赏金猎人John_Wang完成签到,获得积分10
27秒前
27秒前
敏感的烧鹅完成签到,获得积分20
27秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
2026年中国辛酸癸酸聚乙二醇甘油酯行业市场现状调查及投资机会研判报告 1000
2026年中国辛酸癸酸聚乙二醇甘油酯行业市场规模及竞争格局分析报告 1000
48V Low-voltage Power Distribution Network (PDN) Architecture Industry Report, 2024 800
Fundamentals of Pharmaceutical and Biologics Regulations: A Global Perspective, Second Edition 700
Matrix Methods in Data Mining and Pattern Recognition Second Edition 510
Periodic Report Summary 2 - AFTER (A Framework for electrical power sysTems vulnerability identification, dEfense and Restoration) 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 内科学 物理 复合材料 催化作用 细胞生物学 无机化学 光电子学 物理化学 电极 基因
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7319437
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8935105
关于积分的说明 18941063
捐赠科研通 6978144
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3214386
关于科研通互助平台的介绍 2382259
邀请新用户注册赠送积分活动 2193401