संशोधकांना असे आढळले आहे की एक मेटामेटेरियल, आयएनजीएएस सेमीकंडक्टर थरांचा एक स्टॅक, तो शोषून घेण्यापेक्षा मध्यम-इन्फ्रारेड रेडिएशन उत्सर्जित करू शकतो. जेव्हा हा नमुना 5-टेस्ला चुंबकीय क्षेत्रात गरम केला गेला (~ 4040० के), तेव्हा त्याने ०.33 च्या रेकॉर्ड नॉन-रिसिप्रोसिटीचे प्रदर्शन केले (मागील सर्वोत्कृष्टपेक्षा दुप्पट). दुस words ्या शब्दांत, ते किर्चहॉफच्या कायद्याचे जोरदार उल्लंघन करते आणि उष्णतेला एक मार्ग वाहण्यास भाग पाडते. मजबूत नॉनरेसिप्रोकल थर्मल उत्सर्जनाचे हे प्रात्यक्षिक एक-वे थर्मल डायोडसारख्या उपकरणे सक्षम करू शकते आणि सौर थर्मोफोटोव्होल्टिक्स आणि उष्णता व्यवस्थापन सारख्या तंत्रज्ञानामध्ये सुधारणा करू शकते.
प्रकाशित त्यानुसार अभ्यासनवीन डिव्हाइस इंडियम गॅलियम आर्सेनाइड नावाच्या सेमीकंडक्टरच्या पाच अल्ट्रा-पातळ थरांपासून बनविलेले आहे, प्रत्येक 440 नॅनोमीटर जाड. ते खोलवर गेले आणि सिलिकॉन बेसवर ठेवल्यामुळे थर हळूहळू अधिक इलेक्ट्रॉनसह डोप केले गेले. त्यानंतर संशोधकांनी सामग्री सुमारे 512 ° फॅ पर्यंत गरम केली आणि 5 टेस्लासचे मजबूत चुंबकीय क्षेत्र लागू केले. या परिस्थितीत, सामग्रीने शोषून घेण्यापेक्षा 43% अधिक अवरक्त प्रकाश उत्सर्जित केला – हे नॉनरेसिप्रोसिटीचे एक मजबूत चिन्ह. हा प्रभाव पूर्वीच्या अभ्यासापेक्षा दुप्पट मजबूत होता आणि बर्याच कोनात आणि अवरक्त तरंगलांबी (13 ते 23 मायक्रॉन) मध्ये कार्य केले.
उष्णतेचा एक-मार्ग प्रवाह प्रदान करून, मेटामेटेरियल थर्मल ट्रान्झिस्टर किंवा डायोड म्हणून काम करेल. हे ऊर्जा-कापणीच्या पेशींना कचरा उष्णता पाठवून आणि सेन्सिंग आणि इलेक्ट्रॉनिक्समधील उष्णता नियंत्रित करण्यास मदत करून सौर थर्मोफोटोव्होल्टिक्स वाढवू शकते. त्यात उर्जा कापणी, औष्णिक नियंत्रण आणि नवीन उष्णता उपकरणांसाठी संभाव्य परिणाम आहेत
आव्हानात्मक थर्मल सममिती
किर्चहॉफच्या थर्मल रेडिएशनचा कायदा (१6060०) असे नमूद करतो की थर्मल समतोल असताना, सामग्रीची एमिसिव्हिटी प्रत्येक तरंगलांबी आणि कोनात त्याच्या शोषकतेची बरोबरी करते. व्यावहारिकदृष्ट्या, या परस्परसंवादाचा अर्थ असा एक पृष्ठभाग आहे जो अवरक्त उत्सर्जित करतो ते तितकेच चांगले शोषून घेईल.
या सममिती तोडण्यासाठी मॅग्नेटो-ऑप्टिकल सामग्रीवर चुंबकीय क्षेत्र लागू करून टाइम-रिव्हर्सल सममितीचे उल्लंघन करणे आवश्यक आहे. उदाहरणार्थ, २०२23 च्या अभ्यासानुसार असे दिसून आले आहे की ~ 1 टी चुंबकीय क्षेत्रात इंडियम आर्सेनाइड (आयएनएएस) चा एकच थर नॉनरेसिप्रोकल थर्मल उत्सर्जन होऊ शकतो. तथापि, तो प्रभाव अत्यंत कमकुवत होता आणि केवळ विशिष्ट तरंगलांबी आणि कोनात कार्य केला. आतापर्यंत, मॅग्नेटो-ऑप्टिकल डिझाईन्सने अत्यंत प्रतिबंधात्मक परिस्थितीत केवळ लहान उत्सर्जन-शोषण असंतुलन साध्य केले आहे. नवीन कामगिरी दर्शविते की मानवनिर्मित सामग्री एक-वे थर्मल एमिटर तयार करू शकते.
