纳米设备改变了我们诊断疾病、处理食物和水以及储存可再生能源的方式。但为了跟上下一代技术的步伐，研究人员需要了解促进其功能的基本原理。

在物理学中，普朗克定律描述了当两个物体之间的间隙尺寸大于热波长(室温下约为10微米)时，两个物体之间可以传递多少热量。机械工程学教授沉盛过去的研究发现，普朗克定律可以在纳米尺度上被打破——当物体靠得更近时，能量排放超出预期。

现在，经过多年的反复试验，沉的实验室已经制造出了一种先进的仪器来收集第一个由纳米器件支持的近场热测量。他们的发现揭示了对纳米器件内能量传输物理学的全新见解——这是纳米器件在能量转换和收集方面的应用的基石。

“我们想要突破极限，”机械工程教授沉盛说。“我们能否使间隙和物体都变小，以更好地理解纳米尺度的传热?”

为了探索这一点，肖罗博士。机械工程专业的候选人，定制了一个具有悬浮加热测温功能的新型纳米器件平台，报告了两个亚波长结构之间近场热辐射的首次测量。

“我克服了许多制造困难，包括污染、设备损坏和膜粘在一起，”罗说。“整个想法是让两个微小的膜彼此完美对齐，而不会受到任何其他也可以传递热量的物体的干扰。”

罗使用化学蚀刻来悬浮两块膜，其中一块带有长光束传感器，通过去除大部分基板来监测热吸收。然后，他测量了器件之间在大约150nm到750nm范围内的各种间隙距离的热辐射。

与理论黑体辐射相比，该团队证明了两个间隔间隙为150nm的亚波长表面之间的传热增强了20倍。

“令人惊讶的是，整个故事并不像我们之前想象的那样围绕间隙大小展开，”沉说。“当我们使物体小于波长时，热辐射的增强程度几乎没有根据两个大型物体的理论预期的那么高。研究人员必须分析其结构和基础物理学才能理解这种现象。”

罗和团队使用计算模拟验证了他们的发现。

Shen认为，消费者还需要10到20年才能看到基于这一基础物理学而开发的有形产品，但对其对热工程和光子学的价值充满信心。

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