Twist-Induced Near-Field Radiative Heat Switch in Hyperbolic Antiferromagnets

极化子 辐射传输 磁场 马格农 热流密度 物理 磁通量 传热 热辐射 机械 凝聚态物理 铁磁性 光学 量子力学
作者
Yuanyang Du,Jiebin Peng,Zhong Shi,Jie Ren
出处
期刊:Physical review applied [American Physical Society]
卷期号:19 (2) 被引量:5
标识
DOI:10.1103/physrevapplied.19.024044
摘要

We study the twist-induced control of the near-field radiative heat transfer between two hyperbolic antiferromagnetic insulators under external magnetic fields. We show that the near-field heat flux can be affected by both the twist angle $\ensuremath{\theta}$ and the magnitude of the applied magnetic field with different broken symmetries. Irrespective of the twist angle, the external magnetic field causes the radiative heat flux to change nonmonotonically, and the minimum heat flux can be found with magnetic fields of approximately 1.5 T. Such nonmonotonic behavior is because the magnetic field can radically change the nature of the magnon polaritons with time-reversal symmetry breaking. The field not only affects the topological structure of surface magnon polaritons but also induces volume magnon polaritons that progressively dominate the heat transfer as the field increases. We further propose a twist-induced thermal switch device with inversion symmetry breaking, which can strongly regulate radiative heat flux through different magnetic fields. Our findings account for a characteristic modulation of radiative heat transfer with implications for applications in efficient thermal management.
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