Исследование ученых из Университета штата Пенсильвания, опубликованное на сервере препринтов arXiv, продемонстрировало самое значительное на сегодняшний день нарушение закона Кирхгофа о тепловом излучении. Этот закон, сформулированный в 1860 году, гласит: материал испускает столько же излучения, сколько способен поглотить — на той же длине волны и под тем же углом. До недавнего времени это считалось почти незыблемым.
Однако команда разработала структуру из пяти тончайших полупроводниковых слоев, каждый из которых имеет уникальный состав. Это позволило им создать материал, способный испускать и поглощать тепловую энергию с высокой избирательностью — в диапазоне длин волн до 10 микрометров. Величина контраста между излучением и поглощением составила 0,43 — почти вдвое выше предыдущих рекордов.
Ключевым инструментом стал магнитно-термоэмиссионный спектрофотометр, специально созданный для этой задачи. Он позволяет измерять интенсивность инфракрасного излучения с высоким угловым и спектральным разрешением при разных температурах и в магнитном поле.
Кроме теоретической значимости, результат открывает путь к более эффективным солнечным элементам, новым видам инфракрасных сенсоров и улучшенной теплопередаче. Благодаря тому, что излучатель можно переносить на любые поверхности, технологии легко адаптируются под будущие устройства.
Управление теплом и энергией — это не только про новые материалы, но и про редкие ресурсы, без которых будущая энергетика невозможна. Ранее Наука Mail рассказала, почему литийсодержащий минерал ядарит может сыграть ключевую роль в переходе на экологически чистые технологии.