基于材料信息学逆向设计的强非互易宽带热辐射研究

为解决窄带非互易热辐射(NTR)在热能利用中的局限性，研究人员提出了一种基于贝叶斯优化(BO)内核的材料信息学框架，通过逆向设计多层ε近零(ENZ)磁光薄膜结构，将宽带非互易性平均提升80.4%，突破了传统菲涅尔公式的设计瓶颈，为突破Landsberg极限的宽带NTR器件开发提供了新范式。

　　

这项突破性研究通过材料信息学逆向设计，成功打破了热辐射领域的互易性限制。科研团队创新性地将贝叶斯优化(BO)算法应用于多层ε近零(ENZ)磁光薄膜结构设计，在仅评估0.5%可能结构的情况下，就实现了性能优异的宽带非互易热辐射(NTR)器件。与传统基于菲涅尔公式的设计相比，新方法使波长平均非互易性显著提升80.4%，这归因于创新结构在相反角度下产生的非对称电磁功率耗散密度和失配的有效阻抗。研究还系统考察了介质层、入射角度、层数和磁场等因素对器件性能的影响。特别值得注意的是，这种设计框架可进一步拓展至包含磁性外尔半金属(Weyl semimetals)的多层结构，为接近Landsberg极限的下一代热辐射器件开发开辟了新途径。该成果不仅解决了现有NTR器件带宽狭窄的关键难题，更为智能材料设计提供了可推广的优化范式。