Rectification in three-terminal graphene junctions
介绍了石墨烯基三端纳米结的非线性电学性质。在室温下观察到电压的本征整流。整流的符号和效率可以通过门来调节。将载流子类型从空穴改变为电子导致整流符号的改变。在< 20mV的偏压和低于4.2K的温度下，整流的符号和效率由通用电导波动决定。
2010-07-22 cond-mat.mes-hall
Ballistic thermal rectification in nanoscale three-terminal junctions
利用非平衡格林函数方法研究了三端原子纳米结中的弹道热输运。我们发现在非对称三端结构中，由于来自控制端的非相干声子散射，存在着弹道热整流。在自旋-声子相互作用下，我们发现即使在对称的三端顺磁结构中也存在弹道热整流现象。
2010-03-26 cond-mat.mes-hall
Magnetization dependent current rectification in (Ga,Mn)As magnetic tunnel junctions
我们发现三层（双势垒）（Ga，Mn）As磁性隧道结的电流整流效应强烈地依赖于磁化取向。整流的方向以及幅度随着对准而改变，这可以通过具有非常小的阈值电流的双向自旋注入来切换。整流的一个可能的起源是费米能级周围的态密度的能量依赖性。（Ga，Mn）As的超导态密度在零偏压附近呈现出特征性的下降，表明存在关联能隙，这种关联能隙的不对称性可能是能量依赖态密度的潜在来源。
2011-04-19 cond-mat.mes-hall
Current rectification in a single molecule diode: the role of electrode coupling
我们证明了大整流比（> 100）在单分子结的基础上的金属氧化物簇（聚氧乙烯酸盐），使用扫描隧道显微镜（STM）在环境条件下和低温。这些整流比是在单分子结中观察到的最大整流比，此外，这些结还能维持大于10^5 A/cm^2的电流密度。通过以下的I-V特性与尖端分子分离的变化，我们明确地表明，整流是由于不对称耦合到电极的分子具有不对称的水平结构。这种机制可以在使用有机和无机分子的其他类型的分子结中实现，并为分子二极管的合理设计提供了一个简单的策略。
2015-06-24 cond-mat.mes-hall
Plasmons in nanoscale metal junctions: optical rectification and thermometry
我们同时使用电子输运和光学特性的测量，揭示了新的信息，电子和光学过程中制造的电迁移纳米结。通过比较电子隧穿和光电流，我们可以推断出由结的等离子体激元响应产生的光频电势差。结合测量的隧穿电导，我们可以确定结内的局部增强电场。在含有分子的类似结构中，反斯托克斯和斯托克斯拉曼发射使我们能够推断出有效的局部振动和电子温度作为直流电流的函数，检查纳米尺度上的加热和耗散。
2011-07-06 cond-mat.mes-hall
Thermoelectric effect in molecular junctions: A tool for revealing transport mechanisms
我们研究了金属-分子-金属结的热电势，并考虑了结的热效应。基于解析表达式和数值模拟，我们表明，热电势揭示了有价值的信息的机制控制电子转移过程中，包括相干传输和热化跳跃。我们还表明，在高温下的费米能相对于分子状态的位置可以很容易地推导出从热电势。标准电流-电压测量对此信息不敏感。
2005-10-11 cond-mat.mes-hall
Enhanced thermoelectric figure of merit in vertical graphene junctions
在这项工作中，我们研究了由两个部分重叠的石墨烯片在交叉平面方向上相互耦合组成的结的热电性能。结果表明，由于石墨烯层之间的弱范德华相互作用，在这些结中的声子电导强烈减少，相比于单石墨烯层结构，而它们的电性能受到微弱的影响。通过利用这种效应，我们证明了在室温下，在由带隙石墨烯材料制成的结中，例如石墨烯纳米带和石墨烯纳米网，热电优值可以达到高于1的值。还讨论了热电性能对结长的依赖关系。因此，该理论研究提出了一种有效的方法来提高石墨烯器件的热电效率。
2014-08-26 cond-mat.mes-hall
Resonant Electron Transport in Single-Molecule Junctions: Vibrational Excitation, Rectification, Negative Differential Resistance and Local Cooling
分析了单分子结共振电子输运中的振动子效应。这项研究是基于分子结的通用模型，其中包括振动耦合和库仑相互作用的分子桥上的电子状态。输运计算采用主方程法。结果，获得了一系列的模型与日益复杂的，显示了许多有趣的传输现象，包括振动激发，整流，负微分电阻（NDR）以及局部冷却。虽然其中一些现象已经观察到或提出之前，本分析扩展了以前的研究，并允许更详细地了解基本的传输机制。特别是，它表明，许多观察到的现象只能解释，如果考虑到在分子-铅界面的电子-空穴对创建过程。进一步分析了多电子态系统中的电子振动效应及其对分子结稳定性的影响。
2010-10-24 cond-mat.mes-hall
Role of optical rectification in photon-assisted tunneling current
研究了金属隧道结中的光整流效应。我们考虑一个平面结的Kretschmann配置和测量的光子辅助隧道红外照明下在$λ= 1.5\, μ\mathrm{m}$。为了解决光学整流起源的微观机制，我们比较了在远大于$V_0=\frac{hc}{eλ}=0.825 \, \mathrm{V}$的电压范围内测量的光子辅助电流和结的电流-电压特性。实验结果不同意Tucker理论的基础上的电子和光子之间的能量量子的交换和描述的直流电流由光子辅助的过程中引起的位移特性$I(V)$和$I(V\pm V_0)$的线性组合。相反，我们表明，照明功率主要进入加热和整流结果主要来自非线性的隧道结在光频。
2022-07-28 cond-mat.mes-hall
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
Large thermoelectric efficiency of doped polythiophene junction: a density functional study
基于密度泛函理论结合非平衡格林函数方法研究了聚噻吩（PT）与Au（111）电极耦合的热电性质。特别地，在两种PT长度的不同掺杂浓度下，研究了Li和Cl吸附剂对PT结热电效率的影响。结果表明，掺杂剂的存在会引起低聚物的结构变化，改变分子能级的排列，导致结的透射光谱发生显著变化。因此，通过掺杂剂获得热电势的大的增强，从而获得品质因数，这使得掺杂的PT结作为有益的热电器件。
2018-01-10 cond-mat.mes-hall
Enhanced Thermoelectric Performance in Hybrid Nanoparticle--Single Molecule Junctions
最近有人提出，分子结将是高效和高功率热电能量转换器件的优良元件。然而，在分子结中的热电转换的实验测量表明，相当差的效率，提出了一个问题，它是否确实是可能的设计一个设置的分子结，将表现出增强的热电性能。在这里，我们建议，混合单分子纳米粒子结可以作为有效的热电转换器。半导体纳米颗粒的引入引入了新的调谐能力，这在传统的金属-分子-金属结中是不存在的。使用具有现实参数的分子和纳米颗粒的通用模型，我们证明了热电势可以是每开氏度数百微伏的量级，并且热电优值可以达到接近1的值，比现有测量提高了4个数量级。这种有利的性能在广泛的实验相关参数范围内持续存在，并且对无序（以表面附着分子的形式）和对纳米颗粒分子界面处的电子退相干是稳健的。
2015-06-06 cond-mat.mes-hall
Slow interband recombination promotes an anomalous thermoelectric response of the $p-n$ junctions
本文揭示了p-n结中电子与空穴带间不平衡会导致热电压符号和大小反常，并指出少数载流子扩散长度超过热斑尺寸是反常出现的条件，带间隧穿可部分恢复，对低温光电探测器具有参考意义。
2024-12-08 cond-mat.mes-hall
Impact of Fano and Breit-Wigner resonances in the thermoelectric properties of nanoscale junctions
我们发现，纳米结的热电性能具有费米能级附近的状态强烈依赖于这种状态，它可以是Fano或Breit-Wigner-like产生的共振的类型。我们给出了一般表达式的热电系数产生的两种类型的共振，并计算这些系统，其中包括大多数纳米电子结的热电性能。我们包括模拟真正的路口，金属卟啉分子桥金电极，并证明，对于一些金属元素的热电性能表现出很大的变化。我们发现，热电势和品质因数在很大程度上增强时，共振得到接近费米能级，并达到比在其他纳米级结中发现的典型值高得多的值。具体值和温度依赖性由一系列因素决定，如态与其它分子态之间的耦合强度、态的对称性、分子与引线之间的耦合强度以及结的自旋过滤行为。
2013-12-16 cond-mat.mes-hall
Thermopower generation and thermoelectric cooling in a Kane-Mele normal-insulator-superconductor nano-junction
本文用改进的Blonder-Tinkham-Klapwijk（BTK）理论研究了Kane-Mele正常绝缘体-超导体（KMNIS）结在超低温下的热电效应。由于（电子）电荷和热电流由于载流子是敏感的自旋-轨道耦合（SOC）的强度存在于凯恩-梅勒模型，这个结器件的热电性能的可调谐性，可以通过实验实现某些技术，用于操纵自旋-轨道耦合的值。我们计算了Seebeck系数，品质因数，热电冷却，KMNIS结作为自冷却器件的性能系数，并研究了Rashba SOC（RSOC）和固有SOC（ISOC）参数在其中的作用。我们的热电冷却的结果表明，实际的可实现性和有效的冷却探测器，传感器和量子器件的有用性，因此可能是至关重要的实验成功的热电应用这种结器件。此外，我们还简要地讨论了区分通过拓扑绝缘体的传输与通过普通绝缘体的传输的条件。
2018-12-20 cond-mat.mes-hall
Thermoelectricity of near-resonant tunnel junctions and their near-Carnot efficiency
共振隧穿模型是描述电子通过纳米级物体（如单个分子）传输的最简单模型。一个完整的理解不仅包括电荷输运，而且还包括热输运及其复杂的相互作用。关键的线性响应观测值是电导G和塞贝克系数S。在这里，我们提出的实验未指定的共振隧道结和分子结，发现$G$和$S$之间的相关性，特别是刚性边界$S(G)$。我们发现，这些相关性可以一致地理解的单能级共振隧穿模型，具有良好的匹配实验。在这个框架中，测量给定结的$I(V)$和$S$提供了对电子系统的完整热电特性的访问。一个显著的结果是，没有针对性的化学设计，分子结可以暴露热电转换效率接近卡诺极限。这种见解允许提供优化热电效率的设计规则。
2020-06-09 cond-mat.mes-hall
Thermoelectric response of Josephson junction: from ballistic to disordered
已知的是，容纳具有能量依赖的散射振幅的散射中心的约瑟夫森结（JJ）（其破坏$ω\rightarrow-ω$对称性，其中$ω$是关于费米能级的电子的激发能）表现出有限的热电响应。相反，在这里，我们表明，即使在弹道JJ这种对称性被打破，它导致非零的热电响应时，结的长度是超导体的相干长度的顺序和相应的热电系数确认的通用正弦依赖于$ϕ_{12}$，其中$ϕ_{12}$是超导相偏置。在存在多个散射体的结区，我们已经数值计算表明，即使在$ϕ_{12}$部分的热电系数的符号波动剧烈从一个无序配置到另一个，因此平均到消失的小值，而奇数部分往往对$ϕ_{12}$的普遍正弦依赖，因为我们接近大的无序下的无序平均。
2021-11-08 cond-mat.mes-hall
Do Thermoelectric Materials in Nanojunctions Display Material Property or Junction Property?
热电纳米结的微型化提出了一个基本问题：纳米结中桥接材料的热电量是保持显示材料性质还是显示结性质？为了回答这个问题，我们调查的塞贝克系数$S$和热电优值$ZT$，特别是从第一性原理方法的结的长度特性。对于$S$，金属原子链显示出与原子和电极之间的电子结构中的强杂化相关的强长度特性，而绝缘分子线显示出强材料特性，这是由于在DOS中取消了指数标度。对于$ZT$，原子线保持显示出强结特性。然而，绝缘分子线的长度特性取决于大约10 K的特征温度$T_{0}= \sqrt{β/γ(l)}$。当$T \ll T_{0}$，其中电子输运占主导地位的热电流，分子结保持显示材料特性。当$T \gg T_{0}$时，声子输运占主导地位的热电流，分子结显示结特性。
2009-04-09 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
Anisotropic thermoelectric effect in helimagnetic tunnel junctions
从理论上研究了正常金属/螺旋多铁性/铁磁性异质结的热电输运。我们发现一个各向异性的电荷和自旋热电势与$C_{2v}$对称性。的铁磁层的磁化方向的角度依赖性证实了一个唯象理论的基础上的螺旋磁秩序的拓扑结构中的多铁性势垒诱导的有效的自旋-轨道相互作用的对称性。
2011-05-16 cond-mat.mes-hall
Rectification in Y-junctions of Luttinger liquid wires
我们研究了具有排斥电子相互作用的单通道Luttinger液体导线Y结中低频交流偏压的整流。由于导线中的三个散射体，整流出现。我们发现，在相同的相互作用强度和偏压下，Y结中的整流电流比具有非对称散射体的单线中的整流电流高。在没有时间反演对称性的情况下，整流效应最强。在这种情况下，即使对于低电压、弱散射体和适度的相互作用强度，最大整流电流也可以与总电流$\sim e^2V/h$相当。在一定的低电压范围内，整流电流可以随着电压的降低而增长。这导致$I$ - $V$曲线出现凸起。
2011-01-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Effect of Thermoelectric Cooling in Nanoscale Junctions
我们提出了一种基于原子尺寸结的热电制冷装置。利用第一性原理方法，研究了考虑声子热流和局部加热效应的原子尺度电子制冷机的工作条件和性能系数。据观察，热电纳米制冷机的功能被限制到一个狭窄的范围内的驱动电压。与具有绝对不可逆焦耳热的体热电系统相比，由于通过准弹道电子输运抑制了局部加热和较小的驱动电压，4-Al原子制冷机具有比具有相同$ZT$的体热电制冷机更高的效率。量子性质，由于提供的原子级控制的属性的大小最小化，促进电子冷却超出了传统的热电器件理论的预期。
2010-10-18 cond-mat.mes-hall
Relevance of Shockley states on the electrical and thermoelectric response of gold-based single-molecule junctions
贵金属断裂优选暴露（111）取向的表面，其具有肖克利型表面态（SS）。然而，SS对基于金的分子结的电性质的相关性尚未被详细探索。在这里，我们提出了从头计算模拟，显示如何金（111）SS，这是大约0.5 eV以下的费米能量，是正确确定上述结的电气和热电响应的关键。我们展示了如何以受控的方式转移金SS的能量位置的能力，使我们能够调整金分子结的电和热电响应。我们还表明，金的SS出现在我们的模拟，只有当5d轨道明确包括在价壳层。为了说明这种行为，我们详细讨论了苯二胺（BDA）和苯二甲腈（BDCN）金（111）结。
2022-11-14 cond-mat.mes-hall
Non-linear thermoelectrics of molecular junctions with vibrational coupling
我们提出了一个详细的研究的非线性热电性质的分子结，所代表的耗散Anderson-Holstein模型。一个单一的轨道水平与强库仑相互作用耦合到一个本地化的振动模式，我们占电子和声子交换与两个电极，调查这些如何有助于热量和电荷的传输。我们计算的效率和功率输出的设备作为一个热电功率转换器，并确定最佳的操作条件，这被发现是定性地改变振动模式的存在。基于这一研究的一个通用模型系统，我们讨论了理想的热电应用的分子结的属性。
2010-04-26 cond-mat.mes-hall
Photo-Thermoelectric Effect at a Graphene Interface Junction
利用光电流显微镜研究了单层石墨烯和双层石墨烯形成的石墨烯界面结的光电响应。我们测量的极性和幅度的PC，而不同的费米能级通过调整栅极电压。这些测量表明，PC的产生是通过光电效应。与室温相比，PC在低温下显示出约10倍的增加。假设热电功率对温度具有线性依赖性，则从温度依赖性测量推断的石墨烯热导率具有低于~100 K的T^{1.5}依赖性，这与最近的理论预测一致。
2009-07-18 cond-mat.mes-hall
Thermoelectric voltage switching in gold atomic wire junctions
本文利用\textit{ab initio}和半经验计算以及启发式推理的方法研究了金原子链在金电极上的热电性质。我们预测的热电电压引起的温度差在这样的交界处振荡，反复改变的符号，作为一个函数的原子数$N$组成的原子链。我们还预测的振荡幅度是成正比的$N$的长原子链。此外，我们预测，在某些情况下，如果在不改变$N$的情况下拉伸结，热电电压将改变符号。我们的预测适用于无论是否规则或不规则的电极晶界存在，以及是否电极是对称或不对称的。我们的研究结果可能为实现新的机械可控电压开关铺平道路，从而在能量收集应用中将热量直接转换为电能。
2018-09-26 cond-mat.mes-hall
Nonlinear thermoelectric transport in single-molecule junctions: the effect of electron-phonon interactions
本文从理论上分析了带振动桥的单分子结的稳态热电输运。热感应电荷电流在系统中探索使用非平衡格林函数形式主义。我们研究了桥上载流子之间的库仑相互作用和电子-声子相互作用对线性响应范围以外的热电流的综合影响。结果表明，电子-振动子相互作用可能会显着影响的幅度和方向的热电流，振动签名可能会出现。
2016-05-04 cond-mat.mes-hall
Nonlocal Thermoelectricity in a S-TI-S Junction in Contact with a N-Metal Probe: Evidence for Helical Edge States
我们考虑一个约瑟夫森结托管Kramers对螺旋边缘态的量子自旋霍尔杆接触正常的金属探针。在该混合系统中，由穿过被称为多普勒频移（DS）的结的小磁场引起的轨道相位与常规约瑟夫森相位差结合，并且产生类似于频谱中的塞曼场的效应。因此，当温度偏置被施加到超导端子时，在法向探针中建立热电流。我们认为，这种纯粹的非本地热电效应是一个独特的签名的螺旋性质的边缘状态耦合到超导导线，它可以构成一个有用的工具，用于探测的螺旋性质的边缘状态的系统中的霍尔条配置是难以实现的。我们充分表征了这种混合结的热电响应和性能在很宽的参数范围内，表明外部磁通量诱导DS可以被用作旋钮来控制热电响应和热流在一个新的设备的基础上的拓扑结。
2020-06-03 cond-mat.mes-hall
Magneto-thermoelectric current induced by phonon drag in low-dimensional junctions
本文研究了在外加直流磁场作用下低维结中热流的分裂。结是半导体C的窄的单原子层条（或纳米管）与金属条N（C/N结）之间的交叉。外部热源将非平衡（NE）声子、电子和空穴注入C中，然后它们沿C/N结的方向传播。大部分热量由NE声子携带，它们沿着C拖曳额外的电子和空穴激发。在C/N结附近，洛伦兹力将电荷载流子从C拉到N，从而沿着N感应出大量的横向磁热电电流（MTEC）。
2013-10-04 cond-mat.mes-hall
Thermoelectric efficiency of single-molecule junctions with long molecular linkers
我们报告的理论研究结果的热电效率的单分子结与长分子链接。该接头是模拟使用紧结合模型描述的相同的网站链。结果表明，热电优值ZT强烈依赖于桥的长度，被控制的线形的电子传输函数对应的HOMO/LUMO输运通道的隧道能量范围内。使用所采用的模型，我们证明，ZT可能会显着增加的链接器延长，和网关状态的桥梁（如果有的话）可能会显着影响长度依赖的ZT。分析了不同桥长下ZT的温度依赖性。结果表明，宽的最小值出现在ZT与温度曲线，其位置由桥长控制。
2018-06-12 cond-mat.mes-hall
Thermal conductance and thermoelectric figure of merit of C$_{60}$-based single-molecule junctions: electrons, phonons, and photons
最近的实验的动机，我们在这里提出了一个从头算研究的声子输运的热导和热电优值的C $_{60}$为基础的单分子结的影响。准确地说，我们结合密度泛函理论与非平衡格林函数技术来计算这两个数量的结与C $_{60}$单体或C $_{60}$二聚体连接到金电极，考虑到电子和声子的贡献。我们的研究结果表明，对于C $_{60}$单体结声子传输中起着次要的作用，在热导，反过来，在品质因数，这可以达到相对较高的值的顺序为0.1，这取决于接触几何形状。相反，声子完全主导的热导在C $_{60}$二聚体结和强烈降低的品质因数相比，单体结。因此，通过堆叠C $_{60}$分子可以实现高热电性能的主张是不合理的，该主张是在不考虑声子贡献的情况下做出的。此外，我们分析了近场热辐射的相关性，这些结的品质因数波动电动力学的框架内。光子隧穿效应是影响热电性能的另一个重要因素，这一点在分子电子学领域一直被忽视。我们的研究说明了至关重要的作用，声子输运和光子隧穿可以发挥批判性地评估分子结的性能作为潜在的纳米热电器件。
2017-08-21 cond-mat.mes-hall
Efficient heating of single-molecule junctions for thermoelectric studies at cryogenic temperatures
单分子的能量依赖热电响应包含了关于其传输函数和激发态的有价值的信息。然而，测量它需要能够有效加热分子一侧的设备，同时能够在宽能量范围内调节其电化学电势。此外，为了增加结稳定性，器件需要在低温下工作。在这项工作中，我们报告了一种新的设备架构，研究热电性能和电导的单分子同时在很宽的能量范围。我们采用与接触单分子的金属电极直接接触的样品加热器，这允许我们施加高达$ΔT = 60$ K的温度偏置，同时对分子结的加热最小。这使得这些设备与基准温度$T_\mathrm{bath} <2$ K兼容，并能够在线性（$ΔT \ll T_\mathrm{molecule}$）和非线性（$ΔT \gg T_\mathrm{molecule}$）热电传输制度的研究。
2019-07-05 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
Enhanced thermoelectric performance of twisted bilayer graphene nanoribbons junction
采用第一性原理计算，结合Landauer-Buttiker和Boltzmann理论，研究了扭曲双层石墨烯纳米结（TBGNRJ）在$0^o$、$21.8^o$、$38.2^o$和$60^o$旋转角下的电子输运和热电性质.结果表明，在$\pm$ 0.2 V偏压下，TBGNRJ在$21.8^o$和$38.2^o$旋转角上呈现负微分电阻（NDR）.更重要的是，在300 K下，在$21.8^o$旋转角下可以获得2.0、2.7和6.1的三个峰值ZT值。TBGNRJ出色的ZT值被解释为在优化的角度下降低的热导率和增强的电导率的组合。
2018-11-04 cond-mat.mes-hall
The effect of Coulomb interactions of thermoelectric characteristics of Marcus molecular junctions
University of Puerto Rico（波多黎各大学）；University of Pennsylvania（宾夕法尼亚大学）
本研究通过理论分析揭示，分子结中库仑相互作用与环境重组效应可相互抵消，从而显著改变塞贝克系数、功率因子及零偏置电导和热电势的定性行为。
2026-09-10 cond-mat.mes-hall
Three-terminal semiconductor junction thermoelectric devices: improving performance
提出了一种基于$p$ - $i$ - $n$半导体结的三端子热电器件，其中本征区安装在通常为玻色子的热端子上。值得注意的是，该设备的品质因数还取决于参与运输过程的{ \em玻色子}的能量分布，除了电子的。当相关分布较窄且电子-玻色子耦合较强（例如对于光学声子）时，可以获得增强的品质因数。我们研究的条件下，三端结的品质因数可以大于通常的热电器件由相同的材料制成。提出了一种基于Bi $_2$ Te $_3$ /Si超晶格的高品质因数的可能结构。
2013-07-24 cond-mat.mes-hall
Thermoelectric properties of Marcus molecular junctions
University of Puerto Rico-Humacao（波多黎各大学乌马考分校）
本文基于修正的Marcus理论，理论分析强电子-声子相互作用下单分子结的热电输运，发现环境重组过程在线性及非线性输运区显著影响电导、热电势和温度梯度驱动的电荷电流。
2024-01-13 cond-mat.mes-hall
Optimal thermoelectric figure of merit of a molecular junction
我们表明，分子结可以得到大的热电优值$ZT$，因此可以用作固态能量转换装置，接近卡诺效率。该机制类似于用于体热电的Mahan-Sofo模型-Lorenz数变为零，违反Wiedemann-Franz定律，而热电势保持非零。电荷通过其传输的分子状态必须与引线弱耦合，并且该状态的能级必须是远离引线的费米能的$k_B T$阶。在实践中，品质因数是有限的声子热导，我们表明，最大可能的$ZT\sim(\tilde{G}_{th}^{ph})^{-1/2}$，其中$\tilde{G}_{th}^{ph}$是声子热导除以热导量子。
2008-05-22 cond-mat.mes-hall
Three-terminal thermoelectric transport through a molecular junction
本文讨论了分子桥中的热电输运，着重讨论了输运电子与分子振动模耦合所引起的非弹性过程的影响。特别地，发现当分子强烈耦合到其自身的热浴时，其可以处于与电子库的温度不同的温度，分子和电子之间的热流可以转换成电流。推导出这种转换和类似的传输系数的表达式，并概述了一个可能的情况下，增加其幅度。
2010-08-31 cond-mat.mes-hall
Inhomogeneous Thermal Conductivity Enhances Thermoelectric Cooling
我们从理论上研究了热电冷却性能的增强，在热电装置的材料具有不均匀的热导率，超出了通常的做法，提高热电优值ZT。这种热电器件中焦耳热的耗散是不对称的，这可以产生更好的热电冷却性能。虽然热电优值和性能系数仅略有提高，但最大冷却功率和最大冷却温差都可以显著提高。这一发现可用于增加冷端的热吸收。焦耳热的不对称耗散也导致热整流。
2014-06-26 cond-mat.mes-hall
Voltage-amplified heat rectification in SIS junctions
在中尺度和纳米尺度电子电路中，可以通过在两端系统中使用热二极管的热整流来实现对热通量的大小和方向的控制。整流系数$\mathcal{R}$由向前和向后的热通量的比率给出，随着二极管的设计和系统操作的工作条件而变化。$\mathcal{R}\ll 1$或$\mathcal{R}\gg 1$的值是高热整流性能的标志，但是允许这种范围的当前解决方案需要相当复杂的设计。在这里，我们提出了一个简单的解决方案：使用超导体-绝缘体-超导体（SIS）结下施加的快速振荡（太赫兹范围）的电压作为控制的热流方向和幅度可以通过调整超导相的初始值。我们的理论模型的基础上的格林函数形式主义和相干输运理论，显示了一个可能的急剧上升的热整流系数的值高达$\mathcal{R} \approx 500$超出绝热制度。量子相干效应的热整流SIS结的影响突出。
2022-12-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Heating and thermoelectric transport in a molecular junction
考虑了分子结系统中与粒子流有关的能量耗散和热流。在这方面，我们确定的有效温度的分子振荡器是兼容的存在一个稳定的状态。基于Kadanov-Baym非平衡格林函数理论进行了计算，假设点电子与分子振动之间存在强耦合。相应地，使用由Lang-Firsov极化子变换给出的表示，并研究了结果对电子-声子相互作用强度的依赖性。
2017-10-02 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
Will molecules ever sit at the thermoelectric table?
分子结包括一个或几个纳米长的小分子，化学连接到两个金属或半导体电极。它们最近已被确定为用于热电能量转换的材料/装置的有前途的候选者。分子有可能充当电流的尖锐能量过滤器，并且到目前为止可以胜过其他考虑用于热电能量转换的材料，从而提供热电迄今为止无法实现的广泛技术相关性。然而，在研究热电分子结的文献中，预测和演示之间存在明显的差距。这篇固执己见的评论旨在强调这种方法从基础研究过渡到可行技术所需的必要步骤。综述了分子结研究所依据的一些重要理论。
2021-11-11 cond-mat.mes-hall
Thermoelectric radiation detector based on a superconductor-ferromagnet junction: calorimetric regime
我们研究了使用热电结作为热辐射探测器在量热制度，其中单个辐射爆发可以在时域中分离。我们特别关注的情况下，一个大的热电品质因数$ZT$的影响显着，例如相关的热时间尺度。这项工作的动机是使用混合超导体/铁磁体系统在创建一个前所未有的高低温$ZT$，甚至超过统一。除了构建一个非常一般的噪声模型，考虑到电荷和热噪声之间的相互关系，我们展示了如何检测器信号可以有效地多路复用使用谐振LC电路给每个像素的指纹。我们表明，对于现实的探测器在100至200 mK的温度下工作，能量分辨率可以低至1毫电子伏。这允许在1 THz量级或以下的光子频率处的宽带单光子分辨率。
2018-04-23 cond-mat.mes-hall
Electrical and thermal transport through $α-T_3$ NIS junction
利用Blonder-Tinkham-Klapwijk（BTK）理论研究了基于$α-T_3$的正常金属-绝缘体-超导体（NIS）结的电输运和热输运性质。我们表明，NIS结的隧穿电导是一个振荡的函数的有效势垒（$χ$）的绝缘区的薄势垒限制。振荡的周期性和振幅在很大程度上取决于$α$的值和超导区的栅极电压，即$U_0$。此外，随着我们增加$U_0$，振荡的周期性从$π$变为$π/2$。为了评估这样的结的热电性能，我们计算了塞贝克系数，热电优值，最大功率输出，在系统的最大输出功率的效率，和热电冷却的NIS结作为自冷却设备。我们的热电冷却结果表明，实际的可实现性和有用性，使用我们的系统作为有效的冷却探测器，传感器等，因此对于这种结器件的热电应用的实验成功是至关重要的。此外，对于$α-T_3$晶格，其极限情况表示石墨烯或骰子晶格，有趣的是确定哪一个更适合作为热电器件，并且答案似乎取决于$U_0$。我们观察到，对于对应于$U_0=0$的$α-T_3$晶格，石墨烯（$α=0$）更适合用于构建热电器件，而对于$U_0 \gg E_F$，骰子晶格（$α=1$）具有更大的实用性。
2022-09-13 cond-mat.mes-hall
Current Rectification and Seebeck Coefficient of Serially Coupled Double Quantum Dots
在线性和非线性两种情况下，研究了镶嵌在金属电极上的串联耦合量子点的输运性质。在Pauli自旋阻塞条件下，SCQD的电流整流和负微分电导归因于偏置方向相关的概率权重和偏置产生的非共振能级.我们观察到自旋极化电流整流下的塞曼效应。最大自旋极化电流出现在正向偏压区。这种行为不同于充电电流整流。最后，计算和分析了无电子-声子相互作用和有电子-声子相互作用两种情况下SCQD的Seebeck系数（$S$）。基于$S$对结间温差的非线性行为，讨论了SCQD作为温度探测器的应用。
2012-12-08 cond-mat.mes-hall
Microwave Rectificatin of the Current at the Metal-Metal Junction for Dilute 2D Metals
在二维电子系统的准经典输运理论中，我们分析了最近观察到的在两个不同载流子密度的二维金属之间的边界处的微波整流效应。非线性响应被用来解释这种效应。结果表明，由于电子密度的不均匀性，打破了系统的空间对称性，整流效应的出现。结果与上述实验一致。
2003-11-28 cond-mat.mes-hall
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
First-principles calculation of the thermoelectric figure of merit for [2,2]paracyclophane-based single-molecule junctions
本文从理论上研究了基于{[} 2，2 {]}对位环芳的单分子结的热电输运。结合电子和振动结构，从密度泛函理论（DFT），与非平衡格林函数技术，使我们能够在第一原理水平上处理电子和声子输运性质。对于电子部分，我们包括一个近似的自能校正，基于DFT+ $Σ$方法。这使我们能够对进入热电优值$ZT$的所有线性响应传输系数进行可靠的预测。对环芳烷衍生物通过连接不同的官能团在调节其化学性质方面提供了很大的灵活性。我们表明，对于特定的分子，官能团主要影响热电势，允许调整其符号和绝对值。我们预测，裸paracyclophane的官能化导致大大增强的电子贡献$Z_{\mathrm{el}}T$的品质因数。然而，声子对热导率的高贡献强烈抑制了$ZT$。我们的工作表明，包括声子热导的重要性，任何现实的估计的$ZT$非共振分子输运结。此外，它显示了一系列可用分子的热电性能的化学调谐的可能性，导致同样执行空穴和电子导电结基于相同的分子框架。
2015-03-07 cond-mat.mes-hall
THz-circuits driven by photo-thermoelectric graphene-junctions
对于未来的片上通信方案，必须将具有超快光电功能的纳米级材料集成到高频电路中。原子级厚度的石墨烯由于其宽带光吸收和高电子迁移率而被广泛证明适用于光伏和光电子器件。此外，光生载流子的超快弛豫已在石墨烯中得到验证。在这里，我们表明，双栅石墨烯结可以是太赫兹电路的功能部分。作为基础的光电过程，我们利用超快光热电电流。我们描述了飞秒激光激发后无偏置器件的即时光热电电流。对于皮秒的时间尺度后的光激发，一个额外的光热电的贡献出现，这表现出的指纹的空间反转的温度分布。后者可以通过石墨烯内的电子和声子浴与衬底和金属接触的不同时间常数和热耦合机制来理解。这些过程的相互作用在高频电路中产生了超快电磁瞬变，对于基于石墨烯的超快光电探测器和开关的基本理解同样重要。
2016-07-05 cond-mat.mes-hall
Thermoelectric and thermospin transport in a ballistic junction of graphene
我们从理论上考虑一个宽的石墨烯带，其两端连接到通常具有不同温度的电子库。假设石墨烯带沉积在衬底上，这导致Rashba类型的自旋-轨道耦合。我们计算的热诱导电荷电流的弹道输运制度，以及热电电压（塞贝克效应）。除此之外，我们还考虑了石墨烯带的热诱导自旋电流和自旋极化。自旋电流一般有两个组成部分，一个平行于温度梯度，另一个垂直于这个梯度。后者对应于由于自旋能斯特效应而产生的自旋流。此外，我们还考虑了由于电子的转移，在水库之间的热流。
2015-04-16 cond-mat.mes-hall
Efficiency fluctuations in quantum thermoelectric devices
我们提出了一种方法，基于表征效率波动，以评估纳米热电结的性能。该方法考虑了小结中通常出现的效应，即结性能的随机性、量子效应和防止线性响应分析的非平衡特性。它是基于一个非平衡格林函数（NEGF）的方法，我们用它来推导出完整的计数统计（FCS）的热量和工作，这反过来又使我们能够计算效率波动的统计特性。我们模拟后者的各种简单的模型，我们的方法是准确的。通过分析与量子主方程（QME）方法的半经典预测的差异，我们强调了现实的结参数的效率波动的量子性质。最后，我们提出了一个近似的高斯方法来表达效率波动的非平衡电流和噪声，这是实验测量的分子结。
2015-03-18 cond-mat.mes-hall
Theory of spin blockade, charge ratchet effect, and thermoelectrical behavior in serially coupled quantum-dot system
在库仑阻塞机制下，对串联耦合量子点（SCQD）与金属电极的电荷输运进行了理论研究。利用格林函数方法求解扩展的二位哈伯德模型，得到了在{ \color{red}弱点间跳跃}极限下SCQD隧穿电流的封闭表达式.我们用这个表达式来研究自旋电流整流，负微分电导，和相干隧穿的非线性响应制度。由SCQD的空间对称性破缺引起的电流整流被升高的温度所抑制。为了研究电荷棘轮效应和多能级SCQD，将SCQD的计算推广到多个平行SCQD的情况。在线性响应区，自旋滤波器和低温电流滤波器的功能被证明在该系统中共存。进一步证明了通过测量Seebeck系数可以很容易地分辨出双电子自旋单重态和三重态，而不是电导。
2011-10-30 cond-mat.mes-hall
