Обычно материалы поглощают и излучают тепло по одному и тому же принципу: если поверхность эффективно вбирает энергию под определенным углом, то и отдает ее она будет так же. Этот физический закон, известный как принцип взаимности, мешает инженерам точно управлять тепловыми потоками. Международная группа исследователей сообщила о создании устройства, которое обходит это ограничение.
Команда ученых из Осакского столичного университета под руководством профессора Коити Окамото и доктора Сюнсукэ Мураи объединила магнитооптический материал с материалом с фазовым переходом. Внешнее магнитное поле изменяет оптические свойства первого компонента, что позволяет управлять тепловым поведением всей системы.
Новое устройство способно направлять тепловое излучение в заданную сторону, а также включать и выключать этот процесс. Ключевая особенность разработки – способность сохранять заданную конфигурацию после отключения питания. Это позволяет «программировать» тепловые потоки по аналогии с тем, как компьютерные чипы хранят и обрабатывают данные.
Разработка превосходит предыдущие аналоги. Она эффективно работает, даже когда свет падает на нее почти перпендикулярно, тогда как ранние системы требовали больших углов падения, что снижало их производительность. Кроме того, устройство надежно переключается между состояниями и сохраняет свою конфигурацию без внешнего питания.
По словам исследователей, их конечная цель – научиться управлять тепловым излучением с той же точностью, с какой электронные схемы управляют электрическим током. На основе этой технологии можно будет создавать более совершенные инфракрасные датчики, эффективные энергетические системы и новые типы фотонной памяти, которая хранит информацию с помощью света и тепла.
