图 (a) CDW跃迁的辐射换热示意图；(b) CDW和标准晶体结构；(c) 不同序态下的电子能带结构；(d) 光谱热流量演化趋势；(d) 热光子隧穿行为特征
在国家自然科学基金项目（批准号：U22A20210）等资助下，哈尔滨工业大学能源科学与工程学院航空航天热物理研究所易红亮教授团队与新加坡国立大学仇成伟教授及克罗地亚物理研究所迪诺（Dino）博士合作，在辐射换热研究方面取得进展，相关研究成果以“非常规热光子电荷密度波（Unconventional Thermophotonic Charge Density Wave）”为题于2024年8月6日在线发表在《物理评论快报》（Physical Review Letters）杂志上，论文链接：https://link.aps.org/doi/10.1103/PhysRevLett.133.066902。
强关联量子系统能够形成具有对称性破缺的有趣的基本集体模式，例如电荷密度波（CDW），其特征在于电子密度的周期性调制和相应的晶格畸变。如何通过使用各种互补的散射技术实现CDW状态的微观可视化，并直接确定和理解结构和费米面修饰的相应指纹图谱，仍然是相关研究的重点和难点。
针对这一现状，研究团队突破现有研究思路和研究方案的制约，利用涨落电动力学、电流-电流线性响应和密度泛函理论揭示了电荷密度波（CDW）材料的辐射换热行为特征，并将其称为热光子CDW跃迁（tp-CDW跃迁）。研究结果表明，在CDW跃迁过程中，热光子能量输运产生了显著的负温度依赖性，即H ∝ T−n，违背了Stefan-Boltzmann定律的预测H ∝ T3。这种负温度依赖性非常重要，表明CDW序与热辐射之间存在密切联系（加入声子校正后，可对CDW温度值进行校正，使之更加贴合实际跃迁温度，但非谐波效应不会对光学和热光子特性产生影响）。研究团队进一步探索了tp-CDW转变过程中非平凡特征的基本物理机制，考察了由等离激元和CDW激发组成的复杂混合模式在热光子传输中的可能影响，发现这种反常的热辐射源于与CDW电子带隙湮灭相关的带间激励的抑制。这一发现连接了物理学研究中两个迅速发展的领域，即CDWs和热辐射，为CDWs研究提供了新思路。此外，CDW相的异常热响应也展现了其在热管理方面的应用潜力。