Thermal rectification effects of multiple semiconductor quantum dot junctions
基于多能级Anderson模型，从理论上研究了半导体量子点在非线性响应区的热电效应。利用Keldysh格林函数方法计算了连续隧穿过程中的电荷流和热流。结果表明，在多量子点结系统中可以观察到热整流效应，而量子点的隧穿率、尺寸起伏和位置分布对整流效率有显著影响。
2010-04-18 cond-mat.mes-hall
Thermal Rectification in CVD Diamond Membranes Driven by Gradient Grain Structure
热二极管是声子学的基本元件之一，它与微电子学中的电子整流器和二极管类似，是不对称地传递热流的。热量可以很容易地通过它们在一个方向上传导，而在另一个方向上被阻挡。在这项工作中，我们报告了一个容易制造的介观尺度化学气相沉积（CVD）金刚石热二极管没有急剧的温度变化驱动的梯度晶粒结构的CVD金刚石膜。我们建立了一个具有完全声子色散关系的金刚石热导率的光谱模型，以显示CVD金刚石膜中显着的热整流。为了解释所观察到的热整流，CVD金刚石膜中的温度和热导率分布进行了研究。此外，温度偏置和金刚石膜厚度的影响进行了讨论，这对调整CVD金刚石膜的热整流。锥形晶粒结构使得CVD金刚石膜以及具有梯度晶粒结构的潜在的其他CVD膜结构成为容易制造的中尺度热二极管的优秀候选者，而没有急剧的温度变化。
2017-12-30 cond-mat.mes-hall
Thermal Conductivity and Thermal Rectification in Graphene Nanoribbons: a Molecular Dynamics Study
我们已经使用分子动力学来计算对称和不对称的石墨烯纳米带（GNRs）的热导率的几个纳米的大小（高达~4 nm宽和~10 nm长）。对于对称纳米带，计算的热导率（例如，对于1.5 nm { \times } 5.7 nm锯齿形GNR，在400 K下约为2000 W/m-K）与石墨烯的实验测量值处于相似的数量级。我们研究了边缘手性的影响，发现锯齿形边缘的纳米带具有明显更大的热导率比扶手椅边缘的纳米带。对于不对称的纳米带，我们已经发现了显着的热整流。在我们研究的各种三角形GNR中，具有扶手椅底边和顶角为30°的GNR给出了最大的热整流。我们还研究了缺陷的影响，发现纳米带中的空位和边缘粗糙度可以显着降低热导率。然而，即使在存在边缘粗糙度的情况下，也观察到大量的热整流。
2010-08-07 cond-mat.mes-hall
Thermal rectification with interacting electronic channels: Exploiting degeneracy, quantum superpositions and interference
这项工作探讨了不同的机制，诱导热整流在纳米级。相互作用的能量通道与简单的不对称性相结合的存在足以促进所需的行为。我们使用简单的量子点配置，确定的基本属性，提高整流为每种情况下：一个量子点状态空间的大小（这表明使用放大系统与许多相互作用的通道），隧道不对称性由于相干隧穿在一个双量子点，或量子干涉在一个三角形的三重量子点。提出了一种利用沟道电容耦合介观开关的高效可调谐热二极管。
2018-07-11 cond-mat.mes-hall
Rectification of thermal fluctuations in a chaotic cavity heat engine
研究了介观片上热机中热涨落的整流问题。该发动机由一个热混沌腔电容器耦合到一个冷腔，整流多余的噪音，并产生一个定向电流。波动感应的定向电流取决于冷腔的接触到引线的传输的能量不对称性，并且与温差成比例。讨论了热机的最大输出功率及其效率。
2012-05-02 cond-mat.mes-hall
Thermal rectification in a double quantum dots system with polaron effect
研究了温度偏置下电子通过双量子点（DQD）系统的热流整流问题。DQD可以通过碳纳米管等分子来实现，并且在存在电子-声子相互作用的情况下可以用Anderson-Holstein模型来描述。强的电子-声子相互作用可以导致声子云修饰电子态的极化子态的形成。采用非微扰的Dressed Tunneling Approximation（DTA）方法处理强电子-声子相互作用，得到了热电流的表达式。在差热分析中，自能由声子云算符修饰，并且与温度有关。缀饰延迟自能虚部的温度依赖性导致了系统的非对称性，是热整流的必要条件。在此之上，可以调谐DQD有效能级，使得$|\barε_1|\neq |\barε_2|$或具有非对称点-引线耦合以实现热整流。数值计算发现，增加电子-声子耦合和减少点间耦合都可以提高热整流效应，同时降低电子热流。
2018-04-10 cond-mat.mes-hall
Transition of thermal rectification in silicon nanocones
目前对热整流的理解认为，衡量纳米结构两端之间相对热通量的整流比（R）由其几何不对称性决定。不对称性越高，R越高。然而，我们用非平衡分子动力学方法计算了Si纳米锥中的热输运，结果表明这种理解可能是错误的，R可能不随几何不对称性单调增加。相反，当纳米锥的顶角（θ）约为90°时，R表现出急剧的反转。换句话说，当θ > 90°时，R减小，而不是增加。我们表明，这种异常的行为起源于热输运机制的变化。在小θs时，声子输运主要由局域模控制，特别是从顶端到底部的输运。当θs较大时，这些局域模消失，导致R减小。
2016-03-24 cond-mat.mes-hall
Thermal rectification and spin-spin coupling of non-reciprocal localized and surface modes
我们研究了在外加磁场作用下，两个InSb纳米颗粒之间的近场辐射热传递的整流效应及其对磁场强度的依赖性.我们揭示了自旋-自旋耦合机制的局域粒子共振和表面模式共振，这是证实了在给定的设置中的定向热通量。我们进一步讨论的相互作用的频率偏移，传播长度，和当地的状态密度的整流的强度和方向性，以及非互易加热效应的纳米粒子。
2020-02-20 cond-mat.mes-hall
Thermal rectification due to phonon confinement in nanoparticles
DLR Institute of Space Research（德国航空航天中心空间研究所）；PTB Berlin（德国联邦物理技术研究院柏林分院）；Physics Department “Aldo Pontremoli”, Università degli Studi di Milano（米兰大学阿尔多·蓬特雷莫利物理系）；Interdisciplinary Centre for Nanostructured Materials and Interfaces (CIMaINa)（纳米结构与界面跨学科中心）
通过声子限制效应，相同材料不同尺寸的纳米球接触处可实现热整流，基于Casimir区间的解析模型预测了可测量的整流效率。
2026-07-01 cond-mat.mes-hall
Phase-tunable thermal rectification in the topological SQUIPT
我们从理论上探讨了在拓扑SQUIPT的热输运的行为，在线性和非线性政权。该器件由基于与两个超导引线接触的二维拓扑绝缘体的拓扑约瑟夫森结和耦合到结的拓扑边缘状态的探针隧道组成。我们比较了正常金属和石墨烯探针的性能，表明拓扑SQUIPT表现为被动热整流器，并且它可以达到正常金属探针的整流系数高达$~ 145\%$。此外，超导引线和螺旋边缘状态之间的相互作用导致由于类似多普勒频移的效应而产生的独特行为，这允许人们经由穿透结的磁通量影响准粒子通过边缘通道的传输。利用这种效应，我们可以在有源整流方案中大大提高温度低于临界温度$T_\text{C}$时的整流系数。
2018-11-07 cond-mat.mes-hall
Thermal rectification effect of an interacting quantum dot
采用非平衡格林函数方法和Hartree-Fock解耦近似，研究了隧道耦合双电极双能级量子点的非线性热输运性质.在两个电极的非对称隧道耦合的情况下，例如，当量子点的上能级打开用于传输，而下能级被阻挡时，我们的计算预测了热（能量）电流的强非对称性，这表明，量子点系统在这种特定情况下可以充当热整流器。
2008-06-07 cond-mat.mes-hall
Thermoelectric and thermal rectification properties of quantum dot junctions
在库仑阻塞条件下，研究了半导体量子点（QDs）嵌入绝缘体基体中与金属电极连接时的电导、热导、热功率和品质因数（ZT）.采用多层Anderson模型模拟了多量子点结系统。用Keldysh格林函数方法计算了连续隧穿过程中的电荷流和热流。在线性响应区，尽管电子库仑相互作用对ZT的影响很大，但在小隧穿率的情况下，ZT值仍然很可观。在非线性响应机制中，我们证明了量子点与电极之间具有很强的非对称耦合、量子点之间具有很大的能级间隔以及很强的点间库仑相互作用的耦合量子点系统可以观察到热整流行为。
2010-02-21 cond-mat.mes-hall
Spin rectification in thermally driven XXZ spin chain via the spin-Seebeck effect
我们研究了一维XXZ自旋链在热驱动下的自旋电流整流现象。在我们的模型中，一个纯粹的自旋电流是由两个谐波热浴之间的温度差产生的，这反过来又通过自旋塞贝克效应产生自旋电压。结合局域自旋电流算符定义和非平衡修正的Redfield解，我们研究了自旋整流比与系统尺寸和外部磁场的函数关系。在低温下观察到有趣的效应，例如具有系统尺寸的振荡和高范围的可调谐性，外部磁场使磁绝缘体，这是很好地描述了XXZ模型，理想的候选人，以建立基于整流的自旋器件。
2013-11-05 cond-mat.mes-hall
Thermal rectification and negative differential thermal conductivity based on a parallel-coupled double quantum-dot
本文研究了在库仑阻塞区，连接到两个热库的平行耦合双量子点系统的热流输运性质。证明了该体系存在热整流效应和负微分热导效应，并分析了能级差和库仑相互作用对热整流效应和负微分热导效应的影响。我们发现，当系统的不对称因子增加时，此系统可获得较高的热整流比与非直接转矩控制。
2020-07-09 cond-mat.mes-hall quant-ph
Ballistic Thermal Rectification in Asymmetric Three-Terminal Mesoscopic Dielectric Systems
将非对称三端介观介电系统与温度探针耦合，基于输运理论的Landauer公式，研究了低温下非线性响应区域中通过另外两个非对称端介电系统的弹道热流密度.热整流是在量子状态下实现的。这是一个纯粹的量子效应，由比率$τ_{RC}(ω)/τ_{RL}(ω)$对声子频率$ω$的依赖关系决定。式中$τ_{RC}(ω)$和$τ_{RL}(ω)$分别为两个非对称端到温度探头的透射系数，由温度探头中弹道声子的非弹性散射确定。我们的结果得到了广泛的数值模拟证实。
2010-10-26 cond-mat.mes-hall
Thermal rectification properties of multiple-quantum-dot junctions
研究表明，半导体量子点嵌入到与金属电极和真空空间相连的绝缘基体中，可以产生显著的热整流效应。采用多层Anderson模型研究了多量子点结的热整流特性。通过Keldysh格林函数技术计算了隧穿过程中的电荷流和热流。我们发现，显着的热整流和负微分热导（NDTC）的行为，可以观察到的多量子点结与不对称的隧穿率和强点间库仑相互作用。
2010-01-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Thermal rectification in carbon nanotube intramolecular junctions: Molecular dynamics calculations
用分子动力学方法研究了（n，0）/（2n，0）分子内结中的热传导。研究发现，热传导是不对称的，即热传输优选地在一个方向上。这种现象也称为热整流。整流对连接部分的详细结构依赖性较弱，但对温度梯度依赖性较强。我们还研究了管半径和分子内结长度对整流的影响。我们的研究表明，拉应力可以增加矫正。解释了整流的物理机制。
2007-07-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Thermal Rectification In Asymmetric Graphene Ribbons
本文采用分子动力学模拟对石墨烯纳米带中的热流进行了研究。结果表明，非对称石墨烯带的热通量优先沿宽度减小的方向流动，表现出明显的热整流效应。讨论了整流比与顶角和长度的关系。与基于碳纳米管的一维热整流器相比，石墨烯纳米带即使在大规模下也具有更高的整流比。我们的研究结果表明，非对称石墨烯带可能是一个有前途的结构，为实际的热（声子）器件。
2009-06-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Thermal rectification with topological edge states
该研究将二元同位素超晶格映射到SSH模型，利用其单个拓扑边缘态与小非线性项实现热整流，为拓扑声子系统的热调控应用提供了新思路。
2023-12-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Thermal rectification in asymmetric U-shaped graphene flakes
本文采用非平衡分子动力学模拟研究了非对称U型石墨烯片的热整流现象。石墨烯片由一个梁和两个臂组成。结果表明，热通量优先从宽臂流向窄臂，具有较强的整流效应。研究了整流比与热流密度、梁长、梁宽、两臂长、臂宽的关系。结果表明，一种可能的途径来管理散热的U形石墨烯基纳米电子器件。
2011-09-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Thermal Rectification in Classical and Quantum Systems: Searching for Efficient Thermal Diodes
这篇简短的评论解决了声子学发展的一个基本问题：建立可行和有效的热二极管。我们重新审视经典和量子系统的研究。对于经典的非谐振荡器链，最常用的模型用于研究绝缘固体中的热传导，我们回顾了普遍存在的梯度系统中的热整流，我们表明，梯度结构和长程相互作用之间的匹配是一种有效的机制，以增加整流因子。对于真正的量子模型的情况下，我们提出的自旋链，如开放的$XXZ$模型，作为有益的系统发生的热整流和其他有趣的相关属性。特别是，我们描述了两种情况下的完美二极管：一个自旋电流，在两个分段的$XXZ$模型，和另一个在一个简单的量子伊辛模型与长程相互作用的热流。我们相信，这样的结果涉及有趣的整流性质在简单的模型将激发更多的理论和实验研究的主题。
2019-06-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech
Thermal Rectification in the Nonequilibrium Quantum-Dot-System
研究了具有Dzyaloshinskiii-Moriya相互作用（DM相互作用）的双量子点系统的量子热输运。通过改变能量劈裂或DM相互作用强度，可以控制热整流的符号。系统中的各向异性项也会影响整流的符号。与其他方案[Phys. Rev. B 80，172301（2009）]相比，该模型可以提供更大的整流效率，并在设计小尺寸（N=2）的极性可控热二极管中显示出潜在的应用前景。此外，还研究了双量子点的量子关联。我们发现在大的温度偏置区可以得到几乎完美的量子关联，并且量子纠缠比量子不和谐对DM相互作用强度的变化更敏感。
2012-11-13 cond-mat.mes-hall quant-ph
Quantum Thermal Rectification to design thermal diodes and transistors
在这篇文章中，我们研究如何可以交换热量的两个级别系统（TLS），他们每个人都耦合到一个热库。使用Born马尔可夫近似求解密度矩阵的主方程来执行计算。我们分析了热二极管和热晶体管可以获得的条件以及它们的优化。
2016-09-15 cond-mat.mes-hall quant-ph
Giant radiative thermal rectification using an intrinsic semiconductor film
通过热二极管对热流进行整流不仅具有根本意义，而且还可以在热管理和能量转换方面实现一系列新的应用。然而，尽管几十年的广泛研究，大整流比的实际重要性尚未得到证明。在这里，我们理论上实现了巨大的整流比（3至近5个数量级），通过利用近场辐射热传输两个平行的平面之间。以电磁局域态密度（LDOS）为中心的合理设计方法的指导下，我们采用了一个本征半导体薄膜-如硅-作为我们的辐射热二极管的一个终端，它提供了必要的非线性和大量的LDOS对比度的温度偏置翻转。对于另一个终端，我们探索两种材料，无论是作为一个窄带或宽带滤波器，都能够转换成巨大的热整流大LDOS对比度。我们进一步考虑代表性的多层配置，以阻止背面辐射和提高机械稳定性。所有的二极管在很宽的薄膜厚度、间隙尺寸和温度范围内都表现良好。我们的工作为实现具有前所未有的整流比的热二极管提供了机会。
2021-12-02 cond-mat.mes-hall physics.optics
Radiative thermal rectification using superconducting materials
热整流现象是当两个相互作用的热库之间的温差反向时热通量不对称的表现。本文提出了一种基于高温超导材料的远场辐射热整流器，整流比可达$80%$。该值是文献中报告的最高值之一。研究了两种构型：超导体（Tl $_2$ Ba $_2$ CaCu $_2$ O $_8$）与1）黑体和2）另一种超导体（YBa $_2$ Cu $_3$ O $_7$）进行热交换。第一种配置显示出更高的最大整流比。此外，我们表明，这两个超导整流器表现出不同的整流制度取决于参考温度的选择，即恒温器的温度。所得结果对能量转换器件、高效低温辐射绝缘体工程和热逻辑电路的开发具有一定的参考价值。
2013-12-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Thermal rectification through the topological states of asymmetrical length armchair graphene nanoribbons heterostructures with vacancies
本研究针对含空位的非对称长度AGNR异质结构，通过调控拓扑态耦合、引入空位抑制声子热流，显著提升电子热整流比，为石墨烯基热管理器件设计提供依据。
2023-10-02 cond-mat.mes-hall
Thermal rectification through a nonlinear quantum resonator
我们提出了一个全面和系统的研究热整流在一个典型的低维量子系统-一个非线性谐振器：我们确定必要的条件来观察热整流，我们讨论的策略，以最大限度地提高它。我们特别关注的情况下，非谐性是非常强的，系统减少到一个量子位。在后者的情况下，我们推导出一般的上限整流举行的弱系统浴耦合制度，我们展示了如何可以利用兰姆移位，以提高整流。然后，我们超越弱耦合制度，采用不同的方法：i）包括共隧穿过程，ii）使用非平衡格林函数形式主义和iii）使用Feynman-Vernon路径积分方法。我们发现，强耦合制度允许我们违反弱耦合制度中推导出的边界，为我们提供了清晰的签名，高阶相干过程中可见的热整流。在一般情况下，许多水平参与系统动力学，我们比较了热整流计算的运动方程方法和平均场近似。我们发现，前一种方法预测，对于一个小的或中等的非谐性，一个较大的整流系数。
2021-05-05 cond-mat.mes-hall quant-ph
Thermal rectification of electrons in hybrid normal metal-superconductor nanojunctions
我们从理论上研究了混合正常金属-超导体（NS）纳米结中的热输运，重点研究了热整流效应。我们表明，在结中的热二极管效应强烈依赖于transmittance和NS接触的性质。热整流效率可以达到123%的全透射弹道结和高达84%的扩散NS接触。这两个值分别超过NIS隧道结（I代表绝缘体）的整流效率接近5倍和3倍。此外，我们还表明，对于低透射率的NS点接触，热二极管效应可以发生反转。我们的研究结果可能被证明是有用的定制热管理在纳米尺度上，并掌握在低温热电子纳米电路的热通量传播。
2013-10-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Heat-based circuits using quantum rectification
本研究利用谐振子和三能级量子整流器构建三种产热电路，验证其作为标准电子元件热量对应物的功能，并证明二极管桥式整流器能一致整流输入，展示组合热流组件的理论可行性。
2024-05-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech quant-ph
A Theoretical Paradigm for Thermal Rectification via Phonon Filtering and Energy Carrier Confinement
我们提供了一个理论框架，通过限制在一个不对称的梯度薄膜叠层的一侧上的声子的可用人口的固态热整流器的发展。使用修改的声子气体模型来解释声子过滤和人口禁闭，我们表明，对于一个理想的材料，具有低声子非谐性，即使在没有弹道声子输运的情况下，也可以实现显着的热整流。这种形式主义是用来说明热整流的金刚石薄膜（1-5 nm）梯度尺寸> 1 μm表现出的热整流比的理论值在0.75和6之间。因此，我们的热整流理论公式预计将产生机会，设计先进的固态器件，使各种关键技术。
2019-08-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Unexpected large thermal rectification in asymmetric grain boundary of graphene
采用非平衡分子动力学（NEMD）方法研究了扶手椅型和锯齿型石墨烯之间的非对称倾斜晶界的晶格热输运。我们已经观察到显着的温度下降和超低的温度依赖的热边界电阻。更重要的是，我们发现了一个意想不到的热整流现象。热导率和Kapitza电导率是方向相关的。热整流效应可以通过增大两侧的温差来放大。我们的研究结果提出了一种有前途的热整流器和声子二极管的基础上多晶石墨烯没有微妙的操纵的原子结构。
2012-07-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.comp-ph
Engineering MoS$_2$-MoTe$_2$ Heterojunctions: Enhancing Piezoresponse and Rectification
本研究通过构建MoS$_2$-MoTe$_2$横向异质结，利用不对称镍电极形成混合肖特基/p-n二极管，显著提升压电开路电压（超1V）和整流比（超5000），为压电电子学器件设计提供新思路。
2025-02-26 cond-mat.mes-hall physics.app-ph
Rectification of electronic heat current by a hybrid thermal diode
我们报告实现了一个超高效的低温混合热电流整流器，热对应的著名的电子二极管。我们的设计是基于两种不同元素之间的隧道结：正常金属和超导岛。结构中的电子热流不对称性是由于这两者的热性质之间的大失配引起的。我们证明实验温度差异超过$60$ mK之间的正向和反向热偏置配置。我们的设备提供了一个非常大的热整流比高达$\sim 140$，并允许其在真正的固态热纳米电路和通用电子应用需要在纳米级的能量收集或热管理和隔离迅速实施。
2015-01-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Thermal rectification and interface thermal resistance in hybrid pillared-graphene and graphene: A molecular dynamics approach
在本研究中，我们研究了杂化柱撑石墨烯和石墨烯（PGG）系统的热整流和热阻。这是通过经典的分子动力学模拟（MD），也与连续模型。首先，采用分子动力学模拟和傅立叶变换计算了柱撑石墨烯和石墨烯的热导率。我们的研究结果表明，柱撑石墨烯的热导率比石墨烯小一个数量级。接下来，通过沿PGG的纵向方向施加正和负温度梯度，检查热整流。MD结果表明，对于36至86 nm范围内的长度，热整流几乎保持恒定（~3-5%）。我们还研究了PGG界面两侧的声子态密度。DOS曲线表明，有声子散射在低频（声学模式），这取决于在系统中施加的温度梯度方向。因此，我们可以介绍PGG作为一个有前途的热整流器在室温下。此外，在接下来的工作中，我们还探讨了温度分布的PGG使用连续介质模型。由连续介质模型得到的结果预测了分子动力学的结果，如上半层和下全层石墨烯的温度分布，界面处的温度差以及热阻。
2019-09-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Very large thermal rectification in ferromagnetic insulator-based superconducting tunnel junctions
我们研究了铁磁绝缘体超导隧道结中的电子热整流。已知耦合到超导体的铁磁绝缘体在超导态密度中引起相当大的自旋分裂，并且如果作为隧道势垒操作，则还导致有效的自旋过滤。自旋分裂和自旋过滤的组合示出产生大量的自放大的电子热二极管效应，由于在系统中的电子-空穴对称性的破坏，这是添加到结的热不对称性。大的自旋分裂和大的自旋极化可以潜在地导致在合适的温度范围内的实际参数下超过5.10^4的热整流效率，从而超过常规超导隧道结可实现的热二极管效应的250倍。这些结果可能是相关的改进掌握创新的相位相干的热电子纳米器件的热流，并在纳米尺度上的量子线路的增强热管理。
2020-04-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Thermal rectifier based on asymmetric interaction of molecular chain with thermostats
基于分子链末端与恒温器相互作用的不对称性，提出了热整流器模型。整流机制与链的不对称性无关，但与链端与恒温器的相互作用的不对称性有关，例如，由于末端恒温器的长度不同。链可以是均匀的，重要的是链的热导率应严格单调地依赖于温度。当热导率随长度增加的收敛刚刚开始显现时，效果最大。在这种情况下，热精馏效率可达25%。碳纳米带和纳米管满足这些条件。因此，它们可以是基于与恒温器的不对称相互作用的热整流器的构造的理想对象。传热数值模拟表明，纳米带和纳米管的传热整流率分别达到14%和22%。
2019-07-20 cond-mat.mes-hall
Nonlinear quantum heat transfer in hybrid structures: Sufficient conditions for thermal rectification
本文给出了双端混合量子系统中热流的统一描述。使用简单的模型，我们分析研究各种水库之间的热传递的非线性方面：金属，固体，和旋转浴，介导的中央（子系统）模式的激发/弛豫。我们展示了丰富的非线性电流-温度特性，起源于分子的非谐性，或水库（复杂）的能谱。特别是，我们建立了热整流在两端结的充分条件。我们确定两类整流器。在A型整流器中，储存器的状态密度是不同的。在B型整流器中，浴槽是相同的，但是包括其统计数据不同于子系统的统计数据的粒子，它们不对称地耦合到子系统。因此，非线性热流，特别是热整流，是普遍存在的效应，可以在各种系统中观察到，声子，电子和光子。
2009-05-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech
Radiative Thermal Diode Mediated by Nonreciprocal Graphene Plasmons Waveguides
提出了一种基于非互易石墨烯等离子体波导辅助纳米颗粒间非对称辐射传热的热二极管。热二极管系统由两个粒子和一个漂移偏置的悬浮石墨烯片在他们附近。非互易石墨烯等离子体激元由石墨烯片中的漂移电流引起，然后耦合到由近场机制中的粒子发射的波。基于石墨烯等离子体激元传播方向的不对称性，观察到两个粒子之间的热整流。辐射热二极管的性能可以通过调节石墨烯片中的化学势或改变漂移电流来主动调节。在大的漂移速度和小的化学势下，可以在从近场到远场的很宽的粒子间距范围内获得整流系数非常接近1的理想辐射热二极管。采用石墨烯等离子体激元的色散关系来分析整流效应的潜在物理。此外，由于非互易石墨烯等离子体激元的宽带特性，漂移偏置的石墨烯可以作为粒子之间的热整流的通用平台。更优选具有较大粒子共振频率的粒子以产生更好的热二极管。该技术在纳米热管理领域有着广泛的应用前景
2020-01-05 cond-mat.mes-hall
Heat rectification by two qubits coupled with Dzyaloshinskii-Moriya interaction
我们研究了通过Dzyaloshinskiii-Moriya（DM）相互作用耦合的两量子比特系统中的热整流。我们推导出热流和热整流的解析表达式，并提供了观测结果背后可能的物理机制。我们发现，DM相互作用本身的各向异性是不够的热整流，和一些其他形式的不对称是必要的。我们采用非共振量子位作为这种不对称性的来源。我们发现政权的参数更高的整流因子通过检查从全球主方程的解决方案获得的整流的解析表达式。此外，它表明，整流的方向和质量可以通过各种系统参数控制。此外，我们还比较了不同方向的DM场各向异性对热整流性能的影响。最后，我们研究了量子关联和量子热整流器的性能之间可能的相互作用。我们发现相干态的不对称性是量子热整流器性能的一个基本来源。
2021-11-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech
Carbon Nanocone: A Promising Thermal Rectifier
通过分子动力学模拟，我们发现在200 ~ 400 K的温度范围内，纳米锥中存在非常明显的热整流现象。我们还观察到，整流的nanocone不依赖于长度非常敏感，这是在形成鲜明对比的纳米管热整流器中，整流显着降低，随着长度的增加。我们的工作表明，碳纳米锥是一种很有前途的实用声子器件。
2009-06-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Radiative thermal rectification in many-body systems
基于双元件结构的辐射热二极管由于材料光学特性的温度依赖性而对热流进行整流。然而，通过这些系统的热传输不对称性仍然很弱，而材料特性不会随温度发生显著变化。在这里，我们探讨了三元素辐射系统中的热传输，并证明了由于多体相互作用，热传导中可能出现强烈的不对称性，而光学性质对温度没有任何依赖性。对由极性金属层和金属层组成的三体系统的输运分析表明，在温差约为200 K的近场区，整流系数可超过50%。这项工作铺平了道路，紧凑的设备，以纠正近场辐射热通量在较宽的温度范围内，并可能有重要的应用领域的纳米热管理。
2021-07-14 cond-mat.mes-hall physics.optics
Thermal conductivity and thermal rectification of nanoporous graphene: A molecular dynamics simulation
使用非平衡分子动力学（NEMD）模拟，我们研究了所谓的纳米多孔石墨烯（NPG）片的热性质，该片以有序的方式包含一系列纳米孔，最近合成（Science 360（2018），199）。研究了热导率与样品尺寸、边缘手性和孔隙浓度的关系。我们的研究结果表明，NPG的热导率是约两个订单相比，原始石墨烯。因此，该片材可用作热电材料。此外，孔隙率浓度有助于我们调整导热率。此外，结果表明，由于弹道输运，热导率随着样品长度的增加而增加。另一方面，沿扶手椅方向的导热系数大于锯齿形方向。我们还研究了NPG和石墨烯界面的热性质。温度通过界面显著下降，导致热阻。热阻随热流方向的不同而变化，这种差异导致了较大的热整流系数，热流方向也不同。此外，为了从根本上研究这些物理量，我们还研究了声子态密度及其散射。
2019-06-11 cond-mat.mes-hall physics.comp-ph
High-rectification near-field radiative thermal diode using Weyl semimetals
本文提出一种基于外尔半金属纳米颗粒和平面基底、无需外磁场且温度灵活的近场辐射热二极管，其最大整流比达2673，并揭示了非互易表面等离激元耦合机制。
2024-03-09 cond-mat.mes-hall physics.optics
The effect of temperature oscillations on energy storage rectification in harmonic systems
该研究发现简谐分子链在振荡温度梯度下存在储能整流效应，揭示了系统参数等对整流比的影响，证明时变温度的简谐晶格无需非简谐性即可产生该整流机制。
2024-05-17 cond-mat.mes-hall
Heat rectification effect of serially coupled quantum dots
在库仑阻塞条件下，研究了镶嵌在金属电极上的纳米线中的串联耦合量子点（SCQD）的非线性热电特性。我们证明了SCQD的电子热流在电子库仑相互作用显著的非对称结构中表现出方向依赖性行为（热整流）。计算了纳米线的声子热导率，并利用声子热导率估算了纳米线的声子热流。最后，我们讨论了如何减少声子热流，以便在低温区（$\approx 3 K$）的SCQD结系统中观察到电子热整流行为。
2013-07-13 cond-mat.mes-hall
Radiative Thermal Rectification between SiC and SiO2
本文用波动电动力学方法计算了SiC和SiO_2两种平板材料之间的辐射热流。更具体地说，我们专注于第一种（直接）情况，其中两种材料之一（例如SiC）处于环境温度，而第二种材料处于更高的温度，然后我们研究第二种（反向）情况，其中材料温度被反转。当对应于两种情况的两种通量不同时，材料被认为表现出热整流，这是一种在热调节中具有潜在应用的性质。整流随温度和分离距离的变化在这里报告。使用材料光学数据进行计算，实验确定的傅里叶变换发射光谱的加热材料之间的环境温度（约300 K）和1480 K。结果表明，整流是更重要的近场域，即在小于热波长的分离距离。另外，我们看到温差越大，整流越大。大整流最终解释由于SiC表面极化激元的减弱，当温度升高时，削弱影响少得多的SiO2共振。
2015-09-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.class-ph
Thermal rectification and phonon properties in partially perforated graphene
本研究通过分子动力学模拟发现部分穿孔石墨烯具有18.5%的热整流比，并利用R系列模型及声子分析揭示了整流机制，表明规则排列的孔比随机缺陷更有效。
2025-04-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Thermal rectification in a qubit-resonator system
本文系统研究了量子比特-振荡器系统电路QED模型中的热整流效应，发现耦合强度决定输运机制、电流随温度偏置的缩放及整流符号反转，且稳态相干性会抑制电流并增强整流。
2025-07-14 cond-mat.mes-hall quant-ph
Thin-film radiative thermal diode with large rectification
我们提出了一种机制，以充分整流辐射热流匹配薄膜的金属到绝缘体的过渡材料和极性在电磁近场。通过利用金属和绝缘体的局部态密度与膜厚度的不同缩放行为，我们理论上实现了超过140的整流比-比现有技术提高了10倍-在实验可行的间隙尺寸（~100 nm）下，在平行平面几何结构中具有二氧化钒和立方氮化硼的纳米膜。我们合理的设计提供了相对容易的制造，灵活的材料选择，和鲁棒性对偏离最佳薄膜厚度。我们期望这项工作，以促进应用的热二极管在固态热电路和能量转换器件。
2021-03-06 cond-mat.mes-hall physics.app-ph physics.optics
A simple radiative thermal diode
我们提出了一个热整流装置的概念，基于两个选择性发射器之间的远场辐射交换。整流是由于这样的事实，即选择性发射器的辐射特性之一是独立于温度，而其他发射器的性能是强烈的温度依赖性。提出了一种由金属（Au）和半导体（Si和HDSi）两层薄膜构成的简单器件。该器件在温差ΔT = 200 K时的整流率高达70%，这是迄今为止基于辐射的整流器从未实现过的整流率。进一步优化将允许更大的整流值。所提出的结果可能是有用的能量转换装置，智能辐射冷却器/绝缘体工程和热调制器的发展。
2013-06-26 cond-mat.mes-hall physics.class-ph physics.optics
Nonlinear heat transport in mesoscopic conductors: Rectification, Peltier effect and Wiedemann-Franz law
我们利用传输的散射理论研究介观导体的非线性热性质。我们的方法是基于在电气和热驱动力的领先的顺序扩展。在线性响应之外，传输系数是由于相互作用而在系统中建立的非平衡屏蔽势的函数。在平均场近似下，我们自洽地计算了两端附着量子点的热整流性质。我们讨论了非线性贡献的珀尔帖效应，并发现偏离的Wiedemann-Franz法的非线性制度的运输。
2013-02-22 cond-mat.mes-hall
Competing mechanisms govern the thermal rectification behavior in semi-stochastic polycrystalline graphene with graded grain-size distribution
本研究通过半随机多晶石墨烯模型，利用质心Voronoi细分和非平衡分子动力学模拟，揭示梯度晶粒分布下热整流由声子耦合与热导率温度依赖性竞争机制主导。
2023-12-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Thermoelectric and electron heat rectification properties of quantum dot superlattice nanowire arrays
量子点超晶格纳米线（SLNWs）作为热机，由于声子热导率的降低，在能量收集方面具有广阔的应用前景。在固态发电机（制冷机）中，需要产生（去除）大量的充电电流（热流）。因此，实际应用需要高QD SLNW密度。本文从理论上研究了SLNW阵列在一维系统向二维系统过渡时的功率因数和电子热整流特性。SLNW阵列显示了热二极管的功能，这主要归因于具有温度偏置方向依赖特性的透射系数。
2020-03-29 cond-mat.mes-hall
Thermal rectifier from deformed carbon nanohorns
采用非平衡分子动力学方法研究了单壁碳纳米角（SWNHs）中的热整流现象。结果表明，顶角越大的喇叭，由于结构梯度分布越大，其非对称传热越明显。这种梯度行为可以通过在SWNH上施加外部应变来进一步调节。在沿轴向仔细拉伸后，拉伸后的SWNHs中的热整流比未变形的SWNHs中的热整流更明显。单壁碳纳米管的最大整流效率远大于碳纳米管分子内结。
2008-05-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
