Thermoelectric properties of interacting double quantum dots
该研究通过解析方法分析库仑阻塞区相互作用平行双量子点的热电输运,给出电流等闭式表达式,确定最优运行点,并揭示相互作用共振导致增强效率、负微分热导和热整流。
2025-10-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Thermoelectric effects in Kondo correlated quantum dots
在这封信中,我们研究了超小量子点中的热电效应。我们研究了热电势,珀耳帖系数和热导的行为都在顺序隧道制度和近藤相关发展的制度。两种情况下的线性响应和非平衡引起的强温度梯度。热电势是检测近藤相关性的一个非常敏感的工具。它改变了作为温度和温度梯度的函数的符号。我们还讨论了违反Wiedemann-Franz定律。
2001-05-10 cond-mat.mes-hall
Thermoelectric energy harvesting with quantum dots
我们回顾了最近的理论工作在多终端量子点设置的热电能量收集。我们首先讨论几个例子的纳米级热机的基础上库仑耦合导体。特别是,我们专注于量子点在库仑阻塞制度,混沌腔和共振隧穿通过量子点和阱。然后,我们转向量子点热机,这是由玻色子自由度,如声子,磁振子和微波光子驱动。这些系统为自旋热电子学和电路量子电动力学提供了有趣的联系。
2015-01-07 cond-mat.mes-hall
Enhancing efficiency and power of quantum-dots resonant tunneling thermoelectrics in three-terminal geometry by cooperative effects
本文提出了一种多层热电发动机的方案,其中{ \em one}电流与{ \em two}温度梯度在三端几何中耦合。这是通过嵌入在高导电半导体层之间的两个热阻和电阻聚合物基质层中的量子点的共振隧穿来实现的。存在两种热电效应,其中一种与非弹性输运过程有关(如果两层中量子点的能量不同),而另一种也存在于弹性输运过程中。{这两个分别对应于横向和纵向热电效应,并且与不同的温度梯度相关联。}我们表明,两个热电效应之间的合作导致显着改善的品质因数和功率因数{这是通过使用材料参数的数值计算证实。这种增强对声子热传导和能级加宽是稳健的。因此,我们证明了协同效应作为一种额外的方式,以有效地提高三端几何形状的热电性能。
2015-07-03 cond-mat.mes-hall
Thermoelectric characterization of the Kondo resonance in nanowire quantum dots
我们实验验证了迄今为止未经测试的理论预测近藤相关量子点(QD)的热电性能。本研究所需的具体条件是通过使用量子点外延生长的纳米线,结合最近开发的方法,用于控制和测量在纳米级的温差。这使得有可能获得非常高质量的数据,无论是低于和高于近藤温度,并允许与理论预测进行定量比较。具体来说,我们验证了近藤相关性可以引起的热电流的极性变化,这可以通过增加温度或通过施加磁场逆转。
2018-07-20 cond-mat.mes-hall
The Impact of Geometric Blockade on Thermoelectric Transport in Triangular Triple Quantum Dots
The Renmin University of China(中国人民大学)
研究揭示了几何阻塞对三角三量子点热电输运的影响,发现低温下几何阻塞缓解可显著提升热电优值。
2026-01-31 cond-mat.mes-hall
The effect of Coulomb interactions on thermoelectric properties of quantum dots
利用超越Hartree-Fock近似的非平衡格林函数方法研究了与源极和漏极电荷库耦合的量子点中的热电效应。在线性响应范围内分析热传输。利用格林函数的统一近似,研究了单能级量子点热电输运从库仑阻塞区到近藤区的转变。
2014-03-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Finite-frequency thermoelectric response in strongly correlated quantum dots
我们调查有限频率的热输运通过量子点受强相互作用,通过提供一个精确的,非微扰的形式主义,使我们能够进行系统的分析,在任何频率的热电势。特别强调的是直流和高频限制。我们证明,在近藤政权,交流热电势的特点是由一个通用的功能,我们确定数值。
2014-01-26 cond-mat.mes-hall
Spin-orbit coupling effects over thermoelectric transport properties in quantum dots
我们研究了Rashba和Dresselhaus自旋轨道耦合对单电子晶体管热电输运性质的影响,即,一个连接到一维导线上的量子点。利用线性响应理论和数值重整化群方法,计算了热电势、电导、热导和无量纲热电优值,研究了Wiedemann-Franz定律,给出了它们的温度分布图。所有这些性质的结果表明,自旋-轨道耦合驱动系统进入近藤制度。我们发现,热电输运性质,在自旋-轨道耦合的存在下,服从预期的Kondo强耦合不动点的普适性。此外,我们的研究结果表明,在一维量子点引线的自旋轨道耦合所造成的热电优值显着增加。
2021-06-04 cond-mat.mes-hall
Thermoelectric effects in molecular quantum dots with contacts
我们考虑了通过与宏观引线接触的振动分子量子点的稳态热电输运。对于中等的电子-声子相互作用强度和可比的电子和声子的时间尺度,我们调查的影响,形成一个局部极化子的热电性能的结。我们应用变分Lang-Firsov变换和解决的Kadanoff-Baym形式主义的运动方程的二阶的点-铅耦合参数。我们计算的热电流和电压有限的温度差的共振和非弹性隧穿制度。对于近共振点能级,由于Franck-Condon阻塞,局部极化子的形成可以增强热电效应。由于点态的极化子特性变化,热电电压信号的线形变得不对称,并且在非线性传输状态下,出现振动特征。
2014-07-25 cond-mat.mes-hall
The role of metallic leads and electronic degeneracies in thermoelectric power generation in quantum dots
热电装置的功率因数是纳米级装置中热能转换效率的量度。然而,即使对低维热电材料的兴趣已经增加,关于这些系统中影响功率因数的实验研究仍然很少。在这里,我们提出了一个详细的石墨烯量子点器件的热电研究。我们发现,自旋简并的量子点状态有一个显着的影响,零偏置电导的设备,并导致功率因数的增加。相反,我们表明,非理想的热交换内的引线可以抑制附近的电荷简并点的功率因数和非平凡地影响其温度依赖性。
2019-06-12 cond-mat.mes-hall
Thermoelectric properties of a double quantum dot out of equilibrium in Kondo and intermediate valence regimes
该研究利用非交叉近似分析了大原子内排斥极限下、两端接不同温度引线的串联双量子点系统的热电特性,揭示了原子间排斥作用的影响、塞贝克系数增强等规律,发现其维德曼-弗兰兹定律破缺更显著,品质因数可达近0.7。
2023-10-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Nonlinear thermovoltage and thermocurrent in quantum dots
量子点是量子热电行为的模型系统,因为它能够控制和测量电子能量过滤和量子限制对热电性质的影响。有趣的是,这种小系统的非线性热电性质可以改变热电转换的效率。使用嵌入在半导体纳米线中的量子点,我们测量热电压和热电流,在所施加的热偏压是强烈的非线性。我们发现,大多数观察到的非线性效应可以理解的量子点能级的重整化作为施加的热偏压的函数,并提供了一个理论模型的非线性热电压考虑重整化。此外,我们提出了一个理论,解释了一个可能的来源所观察到的,明显的重整化效应的熔化近藤相关的混合价制度。控制非线性热电行为的能力扩展了量子热电效应可用于有效能量转换的范围。
2013-07-02 cond-mat.mes-hall
Thermoelectric coefficients and the figure of merit for large open quantum dots
我们考虑在相位相干输运极限下混沌或无序量子点的热电响应,用随机矩阵理论进行统计描述。我们计算的热电系数(Seebeck $S$和Peltier $Π$)的全分布,和热电优值$ZT$,在任意温度和外部磁场的大开口点,当模式的数量在左,右引线($N_{\rm L}$和$N_{\rm R}$)是大的。计算结果表明,热电系数和$ZT$在温度为无功能量的一半时最大,而磁场可以忽略不计。它们即使在最大值时也很小,但在所有温度下都表现出一种普适性,即它们不依赖于左右导联$(N_{\rm L}-N_{\rm R})$之间的不对称性,尽管它们依赖于$(N_{\rm L}+N_{\rm R})$。
2019-01-22 cond-mat.mes-hall nlin.CD quant-ph
Effects of interdot hopping and Coulomb blockade on the thermoelectric properties of serially coupled quantum dots
从理论上研究了嵌入绝缘体基体中的串联耦合量子点(SCQD)的热电性质。在Keldysh Green函数技术的框架下,利用运动方程方法得到了传输因子的Landauer公式。基于电荷流和热流的解析表达式,我们计算了SCQD在线性响应区的电导、Seebeck系数、电子热导和品质因数(ZT)。分析了电子库仑相互作用对ZT降低和增强的影响。我们证明了ZT不是点间电子跳跃强度($t_c$)的单调递增函数。我们还表明,在声子热导的情况下,SCQD可以达到卡诺效率为$t_c$接近零。
2012-12-15 cond-mat.mes-hall
Experiments on thermoelectric properties of quantum dots
量子点具有体积小、静电可调、热响应特性对小的热偏压非常敏感等特点,是利用热电效应研究介观输运现象的理想模型。本文综述了二维电子气、单壁碳纳米管和半导体纳米线中实现的单量子点热电性质的实验研究。这种实验的一个关键要求是纳米级热偏置的方法。我们简要回顾了该领域的主要技术,即量子点接触加热,侧面加热和顶部加热,并触及他们的相对优势。作为栅极电势的函数的QD的热电响应具有与对于电导峰观察到的相同周期的特征振荡行为。现有的许多文献集中在实验和理论之间的协议,特别是幅度和线形的热电压$V_{th}$。一个普遍的观察是,广泛使用的量子点的单电子隧穿近似复制测量$V_{th}$的成功有限。Landauer型计算经常被发现更好地描述测量结果,尽管量子点中的大的电子-电子相互作用。最近,非线性热电效应已经成为人们关注的焦点,我们提供了一个简短的概述到目前为止所做的实验。最后,我们讨论了开放的问题和未来工作的途径,包括隧道和电容耦合的量子点的热电行为中的不对称性的作用。
2016-11-14 cond-mat.mes-hall
Thermoelectric conversion at 30K in InAs/InP nanowire quantum dots
利用InAs/InP纳米线量子点的强电子约束特性,实现了高温热电转换。电导G和热电势S从电荷传输测量获得,并准确地再现与理论模型占的量子点的多级结构。值得注意的是,我们的分析并不依赖于估计的共同隧道贡献,因为电子热输运是由多层次的热输运。通过考虑两个自旋简并能级,我们能够评估电子热导K,并研究作为量子点配置的函数的电子优值ZT的演变,并证明在30 K时ZT ~ 35,对应于接近Curzon-Ahlborn极限的最大功率下的电子效率。
2019-03-16 cond-mat.mes-hall
Cross thermoelectric coupling in normal-superconductor quantum dots
讨论了在外加电压和温度差作用下,耦合到正常和超导储层的相互作用量子点的非线性电流。由于超导引线引入的粒子-空穴对称性,纯(子隙)热电响应消失。然而,我们发现,Andreev束缚态转移的热梯度的增加。因此,如果系统同时被电压偏置,则可以用温度偏置来调谐$I$- $V$特性。这是一种交叉效应,仅发生在线性响应之外。此外,我们强调的准粒子隧穿过程中产生的高热电势灵敏度的作用。
2015-03-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Analytic treatment of the thermoelectric properties for two coupled quantum dots threaded by magnetic fields
耦合双量子点(c-2 QD)连接到引线已被广泛采用的原型模型系统,以验证在纳米尺度上的量子输运的干涉效应。我们在这里提供了一个分析研究的热电性能的c-2量子点系统的均匀磁场穿透。完全解析和易于使用的表达式推导出所有的动力学泛函的兴趣。在绿色0 s函数形式主义,我们的研究结果允许一个简单的廉价的程序的理论描述的热电现象为不同的化学势和温度的水库,不同的线程磁通量,点的能量和interdot相互作用,此外,他们提供了一个直观的指导参数化系统的哈密顿量的最佳性能的现实设备的设计。我们已经发现,热电势S可以提高十倍以上,通过存在一个线程磁场的优值ZT提高一百倍以上。最重要的是,我们表明,磁通量也增加了最大功率输出条件下的设备的性能。
2017-11-29 cond-mat.mes-hall
Thermoelectric effects in correlated quantum dots and molecules
采用Wilson数值重整化群方法,研究了耦合于传导电子引线的单能级Anderson模型描述的关联量子点和分子的热电性质.在近藤制度,热电势,$S(T)$,表现出两个符号的变化,在温度$T=T_{1}$和$T=T_{2}>T_{1}$。我们发现$T_{2}$的量级是能级宽度$Γ$和$T_{1}> T_{p}\approx T_{K}$,其中$T_{p}$是热电势中近藤诱导峰的位置,$T_{K}$是近藤标度.在近藤机制之外没有发现符号变化,或者,对于弱相关性,使得$S(T)$中的符号变化成为强相关性和近藤物理学的特别敏感的特征。对于分子,我们研究了传导电子屏蔽对热电输运的影响。我们发现,一个大的屏蔽相互作用提高了近藤和混合价制度的品质因数。
2010-11-06 cond-mat.mes-hall
Finite U thermoelectrical transport in graphene based quantum dots
我们研究了两个石墨烯电极上相互作用的点的热电输运。石墨烯的能带结构表现出一种赝能隙态密度,它强烈地影响着输运性质。在这项工作中,我们专注于库仑阻塞制度,并推导出Onsager矩阵O_{ij}的表达,涉及的电流和热电流与电和热的线性响应制度的偏见。我们的研究结果显示双峰结构的电导率和热导率与点的水平,根据库仑阻塞现象。然而,值得注意的是,热导比电导小得多,导致对于某些栅极电压的高品质因数值。最后,我们报告了一个大的偏离,主要是由赝能隙密度的状态在接触和弱相互作用的影响所造成的Wiedemann-Franz定律。
2016-01-10 cond-mat.mes-hall
Keldysh field theory approach to electric and thermoelectric transport in quantum dots
本文用 Keldysh 场论方法研究量子点电与热电输运,恢复 Meir-Wingreen 公式,并给出单、双能级系统的热电流优化条件、热电系数上限及零温电导行为。
2024-11-07 cond-mat.mes-hall
Spin-dependent signatures of Majorana modes in thermoelectric transport through double quantum dots
该研究通过数值重正化群方法分析了双量子点系统中的自旋相关热电性质,揭示了Majorana耦合、交换场和Kondo效应的相互作用,并证明热电输运可作为探测Majorana特征的灵敏探针。
2025-09-17 cond-mat.mes-hall
Analytic approach to thermoelectric transport in double quantum dots
本文将双量子点单体格林函数运动方程的解析解扩展至非平衡情形,通过求解密度关联子线性系统解析导出局域占据数、电荷热流、输运系数及热电优值,并基于格林函数极点解释稳定区域,结果与层级运动方程方法高度一致。
2025-01-29 cond-mat.mes-hall
Thermoelectrics with Coulomb coupled quantum dots
在这篇文章中,我们回顾了最近的实验中观察到的库仑耦合量子点(QD)的三端器件的热电性能[1,2]。我们考虑的系统由两个库仑阻塞量子点组成,其中一个量子点可以只与一个单一的水库(热库)交换电子,而另一个点是隧道耦合到两个水库在较低的温度(导体)。热源和导体仅通过量子点的库仑耦合相互作用。人们发现,必须考虑两种制度。在第一种情况下,两个系统之间的热流很小。在这种制度下,热驱动的占领波动的热量子点修改的导体系统的输运性质。这会导致一种称为热门控的效应。实验已经表明,这可以如何用于通过远程储层中的温度来控制导体中的电荷流。我们进一步证实的意见与模型计算和实现的全热晶体管的影响进行了讨论。在第二种状态下,两个系统之间的热流是相关的。在这里,该系统作为纳米尺度的热机工作,如最近提出的[3]。我们回顾的概念思想,它的实验实现和新的功能出现在这种新的热电器件,如去耦的热量和电荷流。
2016-03-29 cond-mat.mes-hall
Thermal transport driven by Coulomb interactions in quantum dots: Enhancement of thermoelectric and heat currents
研究了串联非对称双量子点与两个不同温度的电子库耦合时的热输运。在库仑阻塞DQD中考虑了库仑间和库仑内的相互作用,通过四种不同的主方程方法考虑了电子的顺序隧穿。在库仑相互作用的情况下,发现一个可忽略的热电和热流识别的库仑阻塞DQD制度。在存在库仑相互作用,内部和内部库仑相互作用,交叉点内和点间多体电子态之间的能量被观察到。交叉点在DQD的能谱中诱导额外的通道,其增强热电和热流。额外的通道在热电和热流中形成几个峰,其中峰的强度和位置取决于点间和点内库仑相互作用的强度。此外,使用不同的方法,这是一阶冯诺依曼,Redfield,一阶Lindblad,和泡利方法的主方程的相干性和非相干性的问题进行了研究。我们发现,所有的方法给出了几乎相似的热输运时的凝聚力的作用是无关紧要的DQD。
2022-07-01 cond-mat.mes-hall
Keldysh field theory approach to direct electric and thermoelectric currents in quantum dots coupled to superconducting leads
本研究采用Keldysh场论方法研究耦合超导引线的量子点输运性质,推导了超导体-量子点-超导体结热电电流的完整普适表达式,揭示了线性与非线性区的热电效应机制。
2025-09-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Increasing thermoelectric performance using coherent transport
我们表明,通过零维系统的相干电子输运可以用来定制系统的传输函数的形状。这种量子工程方法可用于增强量子点或分子在热-电功率转换中的性能。具体来说,我们表明,在一个两级系统中的电子干涉可以大大提高最大热电功率和效率在最大功率抑制附近的费米能量的寄生电荷流,并通过减少电子热传导。我们讨论了这种方法在分子结或量子点中的可能实现。
2011-10-07 cond-mat.mes-hall
Thermoelectrics in Coulomb-coupled quantum dots: Cotunneling and energy-dependent lead couplings
我们研究了库仑耦合量子点(CCQD)系统中超越最低阶隧穿过程和常用宽带近似的热电效应。为此,我们提出了一个主方程(ME)方法的基础上微扰$T$矩阵计算的电荷和热隧穿率和传输电流。应用该方法通过一个非相互作用的单能级量子点的运输,我们表现出良好的协议与Landauer-B{ü}ttiker理论时,高阶(共隧穿)过程中包括ME。接下来,我们研究的影响,共隧穿和能量依赖的铅耦合的两个库仑耦合量子点的系统中的热流。总的来说,我们发现,cotunneling过程(i)占主导地位的热流在低温和偏压,(ii)引起了显着减少的冷却功率可实现与最近证明的麦克斯韦恶魔冷却机制。此外,我们证明,冷却功率可以显着提高通过仔细工程的铅耦合的能量依赖性,以过滤掉不需要的传输过程。我们的研究结果强调了考虑高阶cotunneling过程的重要性,以及工程能源相关的铅耦合库仑耦合QD系统的热电性能的优化的优势。
2017-06-01 cond-mat.mes-hall
Magnetic field dependence of the thermopower of Kondo-correlated quantum dots: Comparison with experiment
近藤效应在强关联量子点电导中的特征在实验和理论上都得到了很好的理解,而热电势中的特征则是最近感兴趣的主题。在这里,我们推广了理论工作[T. A. Costi,Phys. Rev. B { \bf 100},161106(R)(2019)],并进行计算以解决最近关于近藤相关量子点的场相关热电响应的实验[A. Svilans { \em et al.,}物理修订版信函{ \bf 121},206801(2018)]。在近藤体系中,除了在温度$T_1(B)$和$T_2(B)$(也存在于$B=0$中)下热电势的符号变化之外,还发现了另外的符号变化[T. A. Costi,Phys. Rev. B { \bf 100},161106(R)(2019)],在温度$T_0(B)<T_1(B)<T_2(B)$下,对于超过栅极电压相关值$B_0$的场,其中$B_0$与近藤共振分裂的场$B_c$相当,但大于近藤共振分裂的场。我们描述了近藤引起的符号变化的热电势在温度$T_0(B),T_1(B)$和$T_2(B)$与磁场和门电压从近藤制度的混合价和空轨道制度的演变。通过对上述量进行详细的NRG计算,我们讨论了A. Svilans { \em et al.,}物理修订信函{ \bf 121},206801(2018),测量了表现出近藤效应的InAs量子点的场依赖性热电响应,发现测量的场依赖性和温度依赖性热…
2019-10-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
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
Thermoelectric Energy Harvesting Via Piezoelectric Material
通过在高温区域和低温区域之间实施量子点/阱,热电能量采集器可以具有高得多的转换效率。然而,它们仍然受到由最大$ΔE$(两个量子点/阱层的最大能隙)表示的最大输出功率的限制。在这项工作中,我们使用的压电材料在高温区,这在概念上解决了最大功率限制的问题。为了验证这一概念,对器件物理进行了全面的分析,包括与现有技术的比较和量子模拟。结果表明,在相同的功率输入和相同的器件尺寸下,新概念的最大输出功率至少提高了一个数量级。
2015-06-26 cond-mat.mes-hall
Double quantum dot as a minimal thermoelectric generator
基于数值重整化群计算,我们证明了实验实现的双量子点构成了一个最小的热电发电机。在近藤机制中,一个量子点充当n型热电器件,另一个充当p型热电器件。正确连接的双量子点提供了利用环境的热能的微型电源。
2014-03-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Thermopower and thermoelectric power factor of ${\mathbb Z}_k$ parafermion quantum dots
使用共形场论方法来研究分数量子霍尔态的热电特性,先前在Nucl. Phys. B 894(2015)284中开发,我们证明了在$\mathbb{Z}_k$ parafermion霍尔态中通过Fabry-Pérot干涉仪中的点接触实现的库仑阻塞岛的热电功率因数,可以给出区分具有相同电学性质的不同量子霍尔态的拓扑顺序的可靠签名。例如,虽然在库仑阻塞制度的电导峰图案的这种状态实际上是不可区分的$v_n \ll v_c$,即使在有限的温度下,其中$v_n$和$v_c$分别是中性和带电模式的费米速度,相应的状态的功率因数$\mathcal{P}_T$是更敏感的中性模式。特别是,$r=v_n/v_c$越小,功率因数的不对称性就越大,再加上中性模的多重性导致的电导峰的热展宽,可以给我们一个最终的工具来弄清楚哪些竞争的量子霍尔普适性类确实在实验中实现了。我们给出了一个完整的描述的功率因子分布在$\mathbb{Z}_3$和$\mathbb{Z}_4$的parafermion态与任意数量的准粒子定位在散装可能是有用的与实验进行比较。
2015-08-17 cond-mat.mes-hall
Magneto-Thermoelectric Transport in Graphene Quantum Dot with Strong Correlations
本研究利用石墨烯量子点中的量子霍尔边缘态测量电导与热电势,验证了强关联SYK模型的理论预测,为研究非费米液体行为提供了实验平台。
2024-01-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Universal relations between thermoelectrics and noise in mesoscopic transport across a tunnel junction
Karlsruhe Institute of Technology(卡尔斯鲁厄理工学院);The Abdus Salam International Centre for Theoretical Physics(阿卜杜斯·萨拉姆国际理论物理中心)
该研究揭示了介电输运中热电与噪声之间的普遍关系,通过隧道接触探测系统时,发现电导率与热电性质和噪声的普遍联系。
2026-01-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Thermoelectric transport and current noise through a multilevel Anderson impurity: Three-body Fermi-liquid corrections in quantum dots and magnetic alloys
本文提出适用于多能级量子点和磁性合金的费米液体理论,计算三体关联修正,揭示洛伦兹数偏离维德曼-弗兰兹定律的$T^2$依赖及对噪声的影响。
2024-11-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Nonlinear thermoelectric response due to energy-dependent transport properties of a quantum dot
量子点是研究量子热电行为的有用模型系统,因为它们具有高度依赖于能量的电子输运性质,这是可通过静电门调节的。由于这种强烈的能量依赖性,量子点的热电响应预计是非线性的相对于所施加的热偏压。然而,到目前为止,观察这种效应一直具有挑战性,因为,首先,在纳米尺度下施加足够大的热偏置在实验上是困难的,其次,由于器件的整体加热,很难将热偏置效应与纯粹的温度依赖效应区分开来。在这里,我们利用一种新的热偏置技术,并证明了一个量子点,这是在异质结构的半导体纳米线定义的非线性热电响应。我们还表明,基于主方程的理论模型充分解释了所观察到的非线性热电响应给定的能量依赖的传输特性的量子点。
2015-10-28 cond-mat.mes-hall
Hydrodynamic theory of thermoelectric transport and negative magnetoresistance in Weyl semimetals
本文提出了弱无序Weyl半金属中的热电输运理论,其中电子-电子散射时间比电子-杂质散射时间快。我们的流体动力学理论由相对论流体在每个外尔节点,耦合在一起的微扰小谷间散射,和远程库仑相互作用。我们的理论的电导率矩阵是Onsager倒数和半正定的。除了通常的轴向异常,我们占一个独特的,轴向重力异常的影响,预计将存在于外尔半金属。负热磁电阻是一个尖锐的,实验上可以获得的这种轴向重力异常的签名,甚至超过了流体动力学的限制。
2016-08-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el hep-th
Strong spin Seebeck effect in Kondo T-shaped double quantum dots
我们从理论上研究了强耦合双铁磁导线的T型双量子点的热电和自旋热电性质,重点研究了系统的输运机制,即两阶段近藤效应.研究了自旋Seebeck系数、相应的功率因数和品质因数与温度、引线的自旋极化和点能级位置的关系。我们表明,热导满足修改后的Wiedemann-Franz定律。我们还证明了自旋热电势在对应于近藤屏蔽的第二阶段的温度下增强。非常有趣的是,自旋热电响应的系统被发现是高度敏感的自旋极化的铅。在某些情况下,1%量级的自旋极化足以使强自旋塞贝克效应发生。这被解释为两阶段的近藤效应和双量子点中诱导的交换场之间的相互作用的结果。所有计算都是借助于数值重整化群技术进行的。
2016-06-20 cond-mat.mes-hall
ThermoElectric Transport Properties of a Chain of Quantum Dots with Self-Consistent Reservoirs
我们介绍了一个模型的基础上的Landauer-Buttiker散射方法的电荷和热传输。该系统由一系列$N$量子点组成,每个量子点都耦合到一个粒子库。此外,链的左端和右端耦合到两个颗粒储存器。所有这些水库都是独立的,可以用任何标准的物理分布来描述:麦克斯韦-玻尔兹曼,费米-狄拉克和玻色-爱因斯坦。在线性响应状态下,在一些假设下,我们首先描述系统的一般输运性质。然后我们施加自洽条件,即我们固定边界值(T_L,μ_L)和(T_R,mu_R),并调整参数(T_i,mu_i),其中i = 1,.,N,因此进入所有中间水库的净平均电流和热流消失。这个条件导致沿系统的温度和化学势分布的表达式,这原来是独立的分布描述的水库。我们还确定了流经系统的平均电流和热流,并提出了一些数值结果,使用随机矩阵理论,表明这些电流通常由欧姆和傅立叶定律。
2009-02-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech math-ph
Heat, molecular vibrations, and adiabatic driving in non-equilibrium transport through interacting quantum dots
在这篇文章中,我们回顾方面的电荷和热输运相互作用的量子点和分子结的静态和时间依赖的非平衡条件下,由于有限的电和热偏置。特别是,我们讨论了如何一个离散的水平光谱可以是有益的热电应用,并调查分子振动的分子量子点作为能量转换器的效率的不利影响。此外,我们考虑的影响缓慢的时间依赖性调制的施加电压上的量子点的输运性质,并显示这可以被用作光谱工具的补充标准直流测量。最后,我们结合时间相关的驱动与热电在双量子点系统-一个纳米级的模拟循环热机-并讨论其操作和其性能的主要限制。
2013-06-18 cond-mat.mes-hall
Nonlocal thermoelectricity in a Cooper-pair splitter
研究了基于双量子点超导体三端混合结构的库珀对分束器中的非局域热电输运。我们发现超导体和量子点之间的非局域耦合引起了非局域热电效应,这种热电效应源于系统的非局域粒子-空穴破缺。我们表明,库珀对分裂诱导超导导线中的热电流的产生,而没有任何转移的两个正常的金属引线之间的电荷。相反,我们表明,非本地的正常引线之间的热交换介导的非本地Andreev反射。我们讨论了有限库仑相互作用的影响,并研究在何种条件下非局域发电成为可能,以及当库珀对分裂器可以用作冷却装置。
2019-02-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Negative Longitudinal Magneto-Thermoelectric Power in a Semiconductor Parabolic Quantum Well
本文从理论上研究了半导体抛物量子阱在磁场中的电子热电势。考虑了纵向磁场与温度梯度的关系。进行计算时考虑了维度量子化电子能级的自旋分裂。结果表明,在强约束区,热电势随磁场的增加而减小,这与低塞曼分裂自旋子带的下移有关。
2008-02-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Quantum-dot circuit-QED thermoelectric diodes and transistors
最近在量子点电路量子电动力学(电路QED)系统的突破是重要的,无论是从基本的角度来看,从量子光子器件的观点。然而,了解这样的设置作为潜在的热电二极管和晶体管的应用一直失踪。本文通过Keldysh非平衡格林函数方法,证明了腔耦合双量子点可以作为优良的量子热电二极管和晶体管。利用基于极化子变换的增强微扰方法,我们发现热电输运性质对电子-光子相互作用的非单调依赖性。强烈的光-物质相互作用导致电荷和热量的明显整流效应,以及线性传输机制中的热晶体管效应,这为量子热电器件开辟了一个前沿领域。
2018-11-27 cond-mat.mes-hall
Quantum coherence effects on inelastic thermoelectric devices: From diodes to transistors
本文研究双量子点与声子浴构成的非弹性热电器件,揭示量子相干可增强电荷与塞贝克整流,但不会增强热放大,为热电器件优化提供指导。
2024-08-03 cond-mat.mes-hall
Coherent Long-Range Thermoelectrics in Nonadiabatic Driven Quantum Systems
我们研究了三重量子点连接到水库,其中一个边缘点是由交流栅电压驱动的两个遥远的网站之间的直接能量和热传递。我们从理论上提出了如何实现热和冷却发动机介导的远程光辅助运输。此外,我们提出了一种简单的设置来对称地相干加热两个水库,以及一种在封闭系统中存储能量的机制。目前的建议,可以实验实现和容易地通过调整外部参数控制。
2017-02-06 cond-mat.mes-hall
Thermoelectric transport properties of a T-shaped double quantum dot system in the Coulomb blockade regime
研究了用广义Anderson哈密顿量描述的T型双量子点系统的热电性质。系统的电导(G)和基本的热电参数,如塞贝克系数($S$)和热导率($κ$),以及系统的热电品质因数(ZT)的数值估计的基础上的格林函数形式主义,包括贡献高达Hartree-Fock水平。我们的研究结果占有限的现场库仑相互作用项在两个组件量子点,并讨论了各种方式导致增强的热电品质因数的系统。我们表明,在库仑阻塞制度的法诺共振的存在下是负责强烈违反的Wiedemann-Franz定律和系统的品质因数($ZT$)的相当大的增强。
2014-12-01 cond-mat.mes-hall
Electromechanical instability in vibrating quantum dots with effectively negative charging energy
在具有振动自由度的量子点或分子中,电子-振子耦合使电子充电能量重整化。对于足够强的耦合,重整化充电能量可以变为负值。在这里,我们讨论的不稳定性增加或删除任意数量的电子时,重整化充电能量的大小超过单粒子能级间距。我们表明,不稳定性是正规化的非谐贡献的振动子能量。作为电子数的函数的所得到的有效充电能量具有双阱结构,从而在库仑阻塞性质中引起各种新颖的特征。
2009-07-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Efficiency of three-terminal thermoelectric transport under broken-time reversal symmetry
研究了时间反演对称性破缺系统在三端输运下的热电效率。利用由三个互不相互作用的量子点构成的Aharonov-Bohm干涉仪模型,我们证明了当热电势是外加磁场的对称函数时,可以实现卡诺效率.另一方面,对于非对称热功率,得到了最大功率时效率的最大值。事实上,我们表明,Curzon-Ahlborn限制超过我们的模型中的线性响应范围内。此外,我们调查热电效率的随机哈密顿量从高斯酉包络和一个更抽象的传输模型。在后一种模型中,我们发现,使用尖锐的能量相关的传输函数的效率得到提高。
2013-04-10 cond-mat.mes-hall
Spin-dependent thermoelectric effects in a strongly correlated double quantum dot
我们研究了自旋相关的热电输运通过一个系统的两个耦合的量子点连接到水库的自旋极化电子。一般来说,我们专注于强相关的运输制度。为此,采用有限$U$的从玻色子方法。我们的主要目标是表明,除了复杂的低温物理,这样一个基本的多级系统提供了一种可能性,以检查各种量子干涉效应,特别强调这种现象对热电输运的影响。除了干扰效应对自旋简并电荷输运的影响外,我们还展示了由铁磁引线引起的自旋相关输运也可以被修改。最后,我们还考虑了自旋弛豫时间相对较长的情况,这导致了所谓的自旋热电效应。
2017-02-16 cond-mat.mes-hall
Nonequilibrium steady-state thermoelectrics of Kondo-correlated quantum dots
本文基于NRG-tDMRG方法精确研究了Kondo相关量子点在有限温度梯度下的非平衡稳态热电输运,揭示了零偏压电导和Seebeck系数对导线温度的依赖关系,并发现了一个Kondo关联占主导的近似“Kondo圆”区域。
2024-09-25 cond-mat.mes-hall
Thermal transport controlled by intra- and inter-dot Coulomb interactions in sequential and cotunneling serially-coupled double quantum dots
研究了串联双量子点与两个具有不同热能的金属引线耦合时的热电输运。我们通过不同的主方程方法考虑了电子顺序和共隧穿效应。在不存在点内和点间库仑相互作用的情况下,对于$E_{\rm L} \text{=} E_{\rm R}$发现热电和热流的小峰,指示库仑阻塞DQD机制,其中$E_{\rm L}(E_{\rm R})$是左(右)量子点的状态的能量。在分别具有强度U $_{\rm intra}$和U $_{\rm inter}$的点内和点间库仑相互作用的存在下,避免了点内和点间双电子状态之间的交叉或共振能量,2 ES,这些共振通过DQD诱导额外的传输通道,导致除了在$E_{\rm L} \text{=} E_{\rm R}$处产生的主峰之外,在$ E_{\rm L} \text{-} E_{\rm R} = \pm (U_{\rm intra} \text{-} U_{\rm inter})$处的热电和热流中的强侧峰。电流侧峰的增强库仑相互作用的强度增加。有趣的是,当考虑共隧穿项时,电流侧峰增强,其中2 ES的共振有助于电子共隧穿过程通过系统。此外,通过不同的方法,这是泡利,Redfield,一阶Lindblad,和一阶和二阶冯-诺依曼方法,仔细检查在DQD-引线系统的相干性的问题。我们认识到,泡利方法给出了一个错误的结果,热电输运时的作用相干。
2022-01-01 cond-mat.mes-hall
Strongly nonlinear thermovoltage and heat dissipation in interacting quantum dots
我们研究了库仑阻塞量子点中电荷和能量的非线性输运。我们讨论了交叉效应时产生的电子移动响应于热梯度(塞贝克效应)或能量流的反应电压差(珀尔帖效应)。我们发现,由于充电效应,微分热电导呈现出一种典型的库仑蝶形结构。重要的是,我们表明,实验观察到的热电压零点是由激活库仑共振在大的热位移。此外,两个连接的电极之间的功耗不对称性可以操纵与所施加的电压,这对纳米级冷却器的有效设计的影响。
2014-08-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el