Effect of nonlocal electrical conductivity on near-field radiative heat transfer between graphene sheets

石墨烯 物理 辐射传输 凝聚态物理 库波公式 电导 光导率 散射 电阻率和电导率 波矢 电子 德鲁德模型 电导率 材料科学 量子力学
作者
Saman Zare,Behrad Zeinali Tajani,Sheila Edalatpour
出处
期刊:Physical review [American Physical Society]
卷期号:105 (12) 被引量:4
标识
DOI:10.1103/physrevb.105.125416
摘要

Graphene's near-field radiative heat transfer is determined from its electrical conductivity, commonly modeled using the local Kubo and Drude formulas. In this letter, we analyze the non-locality of graphene's electrical conductivity using the Lindhard model combined with the Mermin relaxation time approximation. We also study how the variation of electrical conductivity with wavevector affects near-field radiative conductance between two graphene sheets separated by a vacuum gap. It is shown that the variation of electrical conductivity with wavevector, $k_{\rho}$, is appreciable for $k_{\rho}$s greater than $100k_0$, where $k_0$ is the magnitude of the wavevector in the free space. The Kubo electrical conductivity provides an accurate estimation of the spectral radiative conductance between two graphene sheets except for around the surface-plasmon-polariton frequency of graphene and at separation gaps smaller than 20 nm where there is a non-negligible contribution from modes with $k_{\rho}>100k_0$ to the radiative conductance. The Drude formula proves to be inaccurate for modeling the electrical conductivity and radiative conductance of graphene except for at temperatures much below the Fermi temperature and frequencies much smaller than $2{\mu}_c/{\hbar}$, where ${\mu}_c$ and ${\hbar}$ are the chemical potential and reduced Planck's constant, respectively. It is also shown that the electronic scattering processes should be considered in the Lindhard model properly, such that the local electron number is conserved. A substitution of ${\omega}$ by ${\omega}+i{\gamma}$ (${\omega}$, $i$, and ${\gamma}$ being the angular frequency, imaginary unit, and scattering rate, respectively) in the collisionless Lindhard model does not satisfy the conservation of the local electron number and results in significant errors in computing graphene's electrical conductivity and radiative conductance.

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
耍酷的冷雪完成签到,获得积分10
2秒前
sls完成签到,获得积分10
3秒前
vitamin完成签到 ,获得积分0
4秒前
阿达完成签到,获得积分10
5秒前
lemon完成签到 ,获得积分10
6秒前
冷静妙海完成签到 ,获得积分10
8秒前
木雨亦潇潇完成签到,获得积分0
11秒前
Huang完成签到 ,获得积分0
12秒前
风雨晴鸿完成签到 ,获得积分10
13秒前
15秒前
上帝的宠儿完成签到,获得积分10
17秒前
Horizon完成签到,获得积分10
19秒前
2025晨晨完成签到 ,获得积分10
19秒前
Hao发布了新的文献求助20
20秒前
amanda发布了新的文献求助10
28秒前
马登完成签到,获得积分10
31秒前
zyx完成签到,获得积分10
32秒前
zm完成签到 ,获得积分10
32秒前
35秒前
Xiuxiu完成签到,获得积分10
35秒前
hyxu678完成签到,获得积分10
42秒前
文献互助1发布了新的文献求助10
44秒前
2025迷完成签到 ,获得积分10
49秒前
amanda完成签到,获得积分10
50秒前
李雅琳完成签到 ,获得积分10
53秒前
Hao完成签到,获得积分10
55秒前
老实的乐儿完成签到 ,获得积分10
1分钟前
1分钟前
5433完成签到 ,获得积分10
1分钟前
大胆的鲂发布了新的文献求助10
1分钟前
1分钟前
文献互助1完成签到,获得积分10
1分钟前
亮总完成签到 ,获得积分10
1分钟前
huenguyenvan完成签到,获得积分10
1分钟前
arniu2008发布了新的文献求助10
1分钟前
李子青完成签到,获得积分10
1分钟前
大胆的鲂完成签到,获得积分10
1分钟前
weijinfen完成签到,获得积分10
1分钟前
kong完成签到,获得积分10
1分钟前
英姑应助冷傲白容采纳,获得10
1分钟前
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
Developing Genetic Editing Tools for Lysobacter 2000
卤化钙钛矿人工突触的研究 2000
Моделирование процессов самоорганизации в кристаллообразующих системах 1000
History of U.S. Space Surveillance and Satellite Cataloging 1000
Malcolm Fraser : a biography 700
Signals, Systems, and Signal Processing 610
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 物理 内科学 复合材料 催化作用 物理化学 光电子学 电极 细胞生物学 基因 无机化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6515710
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8308720
关于积分的说明 17757529
捐赠科研通 5617661
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2925117
邀请新用户注册赠送积分活动 1902093
关于科研通互助平台的介绍 1763452