[發明專利]一種基于半導體材料的輻射熱流調控器件及其應用

在審

• 申請號: 202111160015.0
• 申請日: 2021-09-30
• 公開（公告）號: CN114050198A
• 公開（公告）日: 2022-02-15
• 發明（設計）人: 宋柏;陳群;李啟章
• 申請（專利權）人: 北京大學;清華大學
• 主分類號: H01L31/08
• 分類號: H01L31/08
• 代理公司: 北京辰權知識產權代理有限公司 11619
• 代理人: 侯君然

1.一種基于半導體材料的輻射熱流調控器件，其特征在于，所述輻射熱流調控器件包括第一輻射體和第二輻射體，所述第一輻射體和第二輻射體相對設置；

所述第一輻射體設有半導體材料層，所述半導體材料層含有本征半導體材料和載流子摻雜濃度小于10¹⁶cm^-3的摻雜半導體材料中的一種或兩種；

所述第一輻射體按照如下(a)、(b)、(c)之一的方式設置：

(a)所述第一輻射體由所述半導體材料層構成，所述第一輻射體懸空設置；

(b)所述第一輻射體還包括第一基底，所述第一基底由非金屬材料構成，所述半導體材料層覆蓋于所述第一基底上，所述第一輻射體懸空設置；

(c)所述第一輻射體還包括第一基底，所述第一基底包括第一金屬材料層，所述半導體材料層覆蓋于所述第一基底上。

2.如權利要求1所述的輻射熱流調控器件，其特征在于，所述第一輻射體和第二輻射體的間距為1nm-10mm，優選為10nm-100μm。

3.如權利要求1所述的輻射熱流調控器件，其特征在于，所述半導體材料層的厚度為1nm-100mm；更優選為1nm-1mm；

優選地，所述半導體材料層中，半導體材料的體積占比為30％-100％；

優選地，所述半導體選自硅、鍺、磷化鎵、砷化鎵、砷化銦、硼、碲、硒、氮化鎵、氮化銦、氮化鋁、三氧化二鋁、碳化硅、氧化鋅、氮化硅、銻化鎵、硫化鋅、碲化鎘、碲化汞、溴化亞銅、碘化亞銅、碲化鉍、硒化鉍、硫化鉍、碲化砷中的一種或兩種以上的組合。

4.如權利要求1所述的輻射熱流調控器件，其特征在于，所述第一金屬材料層中，金屬材料的體積占比為20％以上；優選地，所述金屬材料選自銀、金和鋁中的一種或兩種以上的組合；

優選地，所述第一輻射體和第二輻射體之間垂直線中點距所述第一金屬材料層的距離為10nm-100mm；

優選地，所述第一基底的厚度為1nm-100mm；

優選地，所述第一金屬材料層的厚度為1nm-100mm。

5.如權利要求1所述的輻射熱流調控器件，其特征在于，所述第二輻射體設有極性材料層、摻雜半導體材料層中的一種或兩種的組合。

6.如權利要求5所述的輻射熱流調控器件，其特征在于，所述極性材料層中，極性材料的體積占比為30％-100％；

優選地，所述極性材料選自氯化鈉、溴化鉀、氯化鉀、氟化鋇、氟化銫、氟化鈣、氟化鋰、氮化鎵、氧化鎂、溴化銫、碘化銫、硫化鋅、溴化銀、氯化銀、立方氮化硼、碳化硅、二氧化硅、六角氮化硼、硒化鋅、藍寶石、碲化鎘、二氧化硅中的一種或兩種以上的組合；

優選地，所述極性材料層的厚度為1nm-100mm；更優選為1nm-10mm。

7.如權利要求5所述的輻射熱流調控器件，其特征在于，所述摻雜半導體層由載流子摻雜濃度大于10¹⁵cm^-3的摻雜半導體材料構成；

優選地，所述半導體選自硅、鍺、磷化鎵、砷化鎵、砷化銦、硼、碲、硒、氮化鎵、氮化銦、氮化鋁、三氧化二鋁、碳化硅、氧化鋅、氮化硅、銻化鎵、硫化鋅、碲化鎘、碲化汞、溴化亞銅、碘化亞銅、碲化鉍、硒化鉍、硫化鉍、碲化砷中的一種或兩種以上的組合；

優選地，所述摻雜半導體層的厚度為1nm-100mm；更優選為1nm-10mm。

8.如權利要求5所述的輻射熱流調控器件，其特征在于，所述第二輻射體還包括第二基底，所述極性材料層、摻雜半導體材料層中的一種或兩種的組合覆蓋于所述第二基底上；

所述第二基底含有第二金屬材料層，所述第二金屬材料層中金屬材料占比為20％(V/V)以上；優選地，所述金屬材料選自銀、金和鋁中的一種或兩種以上的組合；

優選地，所述第一輻射體和第二輻射體之間垂直線中點距所述第二金屬材料層的距離為10nm-100mm；

優選地，所述第二金屬材料層的厚度為1nm-100mm。