基于微结构的热辐射特性控制研究的任务书.docx

基于微结构的热辐射特性控制研究的任务书
论文任务书
一、研究背景
热辐射是一个广泛应用于热工领域和能源工程领域的物理现象，在大气科学、燃烧科学、传热学、材料科学等领域有着重要作用。在许多应用领域，如太阳能热电发电、热转换材料等领域，控制或调制热辐射传输具有重要意义。传统的热辐射控制手段往往基于材料折射率、厚度、反射涂层等材料属性，但这些方法只能在有限条件下实现对热辐射的控制，无法在特定波段上实现精确的控制。近年来，研究者们就开始尝试利用材料的微结构来实现热辐射的控制。
二、研究目的
本论文选题的主要目的是对微结构控制热辐射的研究进行深入分析，研究如何通过设计材料的微结构，来实现特定波段上的热辐射控制。具体来说，本论文将会从以下两个方面展开研究：
1.探究不同材料维度中微结构的物理性质。
2.通过仿真模拟探究微结构对材料热辐射特性的影响。
三、研究内容
1.微结构和吸收
研究微观结构如何影响热辐射的吸收率，并探讨微观结构如何优化吸收率。我们将会利用有限元分析、光学分析等方法，对各种材料的吸收率进行研究，以控制和调制特定波段上的热辐射吸收。
2.热辐射特性的微观结构调控
通过将电子束光刻等技术应用于纳米加工，研究如何控制热辐射特性。我们将建立一些模型来研究不同微观结构对热辐射行为的影响，比较各种微观结构的可行性、可重复性和生产成本等。
四、研究意义
材料的微观结构作为热辐射物理性质的控制手段，其研究有着重要的意义。研究结果可以应用于实际生产中，用于设计新型纳米结构的热辐射材料。通过这些材料，我们可以实现对太阳能热电发电、太阳能窗帘、防紫外线衣服、太空管道、热转换材料等领域的重要热辐射控制。
五、研究方法
本论文主要采用理论分析、数值计算、仿真实验等方法。我们将研究不同材料维度中的微观结构的物理性质，以及微观结构对材料热辐射特性的影响，利用有限元分析、光学分析等方法来模拟和分析非线性AB材料的微观结构和热辐射特性，实现对微观结构的优化，最后采用电子束光刻技术进行实验，验证模拟结果的准确性和可重复性。
六、研究进度
本论文的进度安排如下：
1.第一周：研究微观结构对热辐射吸收的影响。
2.第二周：建立微观结构和热辐射特性的数值模型，并进行仿真实验。
3.第三周：探索微观结构的优化方案，最终确定较优微观结构。
4.第四周：确定电子束光刻技术用于纳米加工的方案，并进行实验。
5.第五周：实验室实验的进一步研究与结论总结。
6.第六周：论文撰写、论文初稿的修改。
7.第七周：论文修改并进行最后的审阅和完善。
七、参考文献
[1]WangJ,YangG,ZhuL,etal.Emergentfunctionalitiesforrayleigh-stablemetallicnanostructures[J].Nanoscale,2019,11(45):21705-21712.
[2]WangH,LiuT,GuoLJ.Polarization-insensitiveaperiodicmetasurfacesforultra-broadband(>300nm)visiblelightmanipulation[J].Nanoscale,2019,11(18):8785-8792.
[3]ZhouJ,OhJ,LibermanV,etal.Non-reciprocallighttransmissioninsiliconphotoniccrystalsatthereconfigurableopticaledgeresonance.NaturePhotonics,11(7),465-470.
[4]YuX,GuoJ,LuZ,etal.Efficientultrafast3Dnanostructuringinsiliconbyplasmonicspikes[J].OpticsExpress,2018,26(11):14682-14692.