Review on thermoelectric properties of transition metal dichalcogenides
本文综述TMDs热电性能的实验研究，梳理成分、掺杂、非化学计量比和样品形态等优化组合，并模拟全TMD器件用于微米级制冷或发电的性能。
2025-02-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Thermoelectric Signatures of Kondo Physics in Geometry-Tunable Double Quantum Dots
Gerencia de Investigación y Aplicaciones, GAIDI, CNEA（应用研究管理部，GAIDI，CNEA）；Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas（国家科学研究委员会）；Centro Atómico Bariloche, GAIDI（巴里洛切原子中心，GAIDI）
研究通过几何调节双量子点系统，揭示Kondo峰和卫星特征对几何结构的敏感性，以及Seebeck系数的非单调行为，为纳米器件优化提供新思路。
2025-12-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Spectral engineering and tunable thermoelectric behavior in a quasiperiodic ladder network
研究了双股准周期铜平均排列的电学性质和热电特性。双臂网络由紧束缚哈密顿量表示。这种不具有平移不变性的非周期网格的本征谱显著依赖于哈密顿量的参数。据观察，从现场能量和重叠积分矩阵之间的对易关系获得的参数之间的特定相关性，最终可以修改的光谱性质，并产生绝对连续的能量谱。这一部分是由非典型的扩展状态，有一个大的本地化长度证实连续的实空间重整化群方法步骤下的跳跃积分流。这听起来像是单粒子能态在这种非线性不变网络中的离域。此外，这可以通过选择性地选择参数的相对强度来随意设计。这种精确的相关性对热电行为有着至关重要的影响。热电系数的反常性质可能会启发实验学家设计可调谐热电器件。特定的相关性可以帮助我们随意调整连续带并确定带的位置。
2018-01-15 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall
Tunable Thermoelectric Superconducting Heat Pipe and Diode
本研究提出一种基于非对称超导隧道结的可调谐热电器件，兼具热二极管与热管功能，通过调节外部电负载实现热流控制，为超导量子技术的低温热管理提供了高效被动方案。
2024-10-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Phase-tunable thermoelectricity in a Josephson junction
超导隧道结是构成超导量子线路的基本单元，在量子传感和量子计算中有着广泛的应用。在以前的工作中，我们预测了在电子-空穴对称系统中存在非线性热电效应，即在两个不同超导体之间的热偏置隧道结中，约瑟夫森效应被抑制。在本文中，我们研究的相位相干贡献的热电效应的影响，通过调整的约瑟夫森耦合的大小改变磁通的直流超导量子干涉器件（dc-SQUID）。对于抑制约瑟夫森耦合，系统产生有限的平均热电信号，结合到振荡由于标准的交流约瑟夫森现象。在大的约瑟夫森耦合，热电感应振荡行为与零平均值的电流/电压的振幅和频率相关联的约瑟夫森耦合强度，并最终调谐的dc-SQUID的磁通量。总之，我们证明了能够控制的动力学自发破缺的电子空穴对称性。此外，我们计算如何施加到dc-SQUID和电路的集总元件的通量确定整个结构的热电信号的频率，我们设想一个频率调制应用。
2020-06-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Gate-Tunable and Thickness-dependent Electronic and Thermoelectric Transport in few-layer MoS2
在过去的几年中，人们对层状过渡金属二硫属化物（TMD）如二硫化钼（MoS2）的兴趣越来越大。迄今为止，大多数研究都集中在单层MoS2的电子和光电性能上，其能带结构具有直接带隙，与较厚的MoS2的间接带隙形成鲜明对比。在本文中，我们提出了一个系统的研究厚度依赖的电气和热电性能的少层二硫化钼。我们观察到，随着我们减小MoS2的厚度，电导率（）增加，并且在大约两层处达到峰值，电导率比我们最厚的样品（23层MoS2）大六倍。使用背栅电压，我们调制样品的费米能量（），其中观察到塞贝克系数（）随着朝向器件的亚阈值（关断状态）降低栅电压（）而增加，达到与四层MoS2一样大。虽然以前的报告集中在单层MoS2和测量塞贝克系数在OFF状态下，它具有消失的电导率和热电功率因数（），我们表明，MoS2基器件在其ON状态可以有一样大的两层样品。随着厚度的增加，然后突然下降，从双层到单层二硫化钼，我们建议的功能，由于根据我们的理论计算的电子平均自由程的能量依赖性的变化。此外，我们表明，在热电测量中必须小心在OFF状态，以避免获得错误的大塞贝克系数时，通道电阻是非常高的。我们的研究为更全面地研究二维（2D）半导体的热电性能铺平了道路。
2016-09-30 cond-mat.mes-hall
Thermoelectric efficiency of topological insulators in a magnetic field
研究了三维拓扑绝缘体在磁场中的热电特性。我们发现，在高密度的这些孔在运输方向上的热电优值，ZT，可以是大的，由于拓扑保护的导电表面和抑制的声子热导率的贡献。通过施加外部磁场，可以在表面态谱中诱导出子能隙。我们表明，热电效率可以控制由这个可调的子带导致的ZT值远大于1。对于合理的系统参数和其通过磁场的可调谐性，如此高的ZT值使得该系统成为纳米器件的热管理应用的强有力的候选者，特别是在低温下。
2011-10-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Angle-dependent resonant tunneling and thermoelectric energy management in a hybrid 1D-2D-1D semiconductor nanostructure
Northwestern Polytechnical University（西北工业大学）；Anhui Science and Technology University（安徽科技学院）
本研究通过角度依赖的电子入射动态调控电子传输与热传输，实现热电能量转换的高效率和可控性，为下一代纳米电子和量子器件提供新路径。
2025-05-16 cond-mat.mes-hall
Non-Hermitian thermoelectric transport in graphene: Tunable anomalous transmission through complex barriers
Instituto de Ciencias Nucleares, Universidad Nacional Autónoma de México（墨西哥国立自治大学核科学研究所）
研究在石墨烯单层中通过有限复数屏障的热电输运，利用Landauer散射框架，通过精确求解Dirac-Weyl问题，展示复数屏障的虚部使散射矩阵非幺正，并用由屏障内部净增益或损耗决定的广义流平衡关系替代通常的厄米流守恒。在厄米极限下，恢复标准石墨烯n-p-n屏障行为，包括正常入射时的完美传输和法布里-珀罗型共振。然而，对于有限虚部，相同的共振通道被选择性衰减或增强，显著修改了角响应和导电谱。进一步显示，导电性成为偏置分区的函数，提供直接的证据表明在有效双端口响应中规范不变性的破坏。在有限温度下，精确的线性响应系数揭示了由复数屏障虚部控制的明显权衡：增益增强了电导和热导，而损耗更有效地抑制热导并产生最大的热电优值。这些结果表明，复数屏障扩展了石墨烯中可实现的输运行为范围，超越了通常的厄米n-p-n结。它们还表明，复数势可作为未解析源-汇通道或附加探针耦合到设备的有效简化的解释，特别是在无法获得完整微观环境模型时。
2026-05-19 cond-mat.mes-hall
Cavity-photon controlled thermoelectric transport through a quantum wire
研究了量子化光子场对电子通过嵌入光子腔中的量子线的热电输运的影响。量子线连接到不同温度下的两个电子库，从而产生热电流。瞬态热电流强烈地依赖于光子能量和最初在腔中的光子数。两种不同的制度进行了研究，非共振和共振极化场，光子能量小于，或等于一些最低状态的量子线之间的能量间隔。我们观察到，由于光子复制态参与输运，非共振光子场的电流是反向的。记录的共振光子场，拉比分裂的直接后果的电流减少。
2015-07-23 cond-mat.mes-hall
Near-field three-terminal thermoelectric heat engine
我们提出一个近场非弹性热电热机，其中量子点被用来有效地纠正光载流子的电荷流。该装置将近场热辐射转化为有用的电力。通过引入由能隙隔开的两个连续光谱，可以增强热吸收和非弹性输运。在线性响应区域研究了该热机的热电输运特性。使用一个小的带隙半导体作为吸收材料，我们表明，该设备实现了非常大的热功率和热电优值，以及相当大的功率因数。通过分析热载流子的产生和传导，我们发现塞贝克系数和品质因数对真空间隙的厚度有振荡依赖性。同时，近场辐射显著提高了功率因数、电荷和热导率。详细讨论了实现大功率、高效率热电热机的条件和指导原则。
2018-01-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Spin-dependent heat and thermoelectric currents in a Rashba ring coupled to a photon cavity
理论计算了置于光子腔中的具有Rashba自旋轨道相互作用的量子环中自旋相关的热和热电流。量子环耦合到具有不同温度的两个外部引线。在共振状态下，环结构与光子场共振，热和热电流可以由Rashba自旋轨道相互作用控制。由于双电子和光子复制态对输运的贡献，在光子场的存在下，热电流被抑制，而热电流对光子场参数的变化不敏感。我们的研究打开了一个可能性，使用拟议的干涉装置作为一个可调的热流发生器在腔光子场。
2017-07-26 cond-mat.mes-hall
Large Tunable Thermophase in Superconductor -- Quantum Dot -- Superconductor Josephson Junctions
由于超导体固有的粒子-空穴对称性，尽管人们付出了大量的努力，但探测超导体中的热电效应仍然是一项具有挑战性的任务。本文从理论上研究了一种实验上可实现的超导体-量子点-超导体（SC-QD-SC）约瑟夫森结，这种结具有高度可调的热电性能和远大于以前建议的热响应。SC之间的QD能级以逐渐的方式破坏粒子-空穴对称性，从而在存在温度梯度的情况下允许超导热相的门控外观。该热相位增加到最大值$π/2$，之后预计将产生热电压。利用与时间无关的Keldysh轮廓格林函数，我们推导出准确的热相位和热响应的结。这些被证明是数量级大于通常的SC隧道结与栅极电压的急剧依赖。
2016-10-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
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 inversion in a resonant quantum dot-cavity system in the steady-state regime
利用稳态下的量子主方程，研究了光子腔存在时，与两个电子库相连的量子点系统的热电效应。如果将量子化的光子场施加到量子点系统，则形成额外的通道，光子复制态，导致产生光子感生热电流。我们观察到，光子副本状态有助于运输的热梯度的方向无关。在非共振状态下，当光子能量小于量子点系统的最低态之间的能量差时，对于强电子-光子耦合，可以看到电流平台。在谐振区，由于拉比分裂，出现了热电流的反转。因此，光子场可以改变由温度梯度引起的热电流的幅度和符号，而不存在引线之间的电压偏置。
2018-12-13 cond-mat.mes-hall
In-plane transport and enhanced thermoelectric performance in thin films of the topological insulators Bi_2Te_3 and Bi_2Se_3
现在已知几种小带隙半导体由于体电子波函数的拓扑结构而具有受保护的金属表面态。已知的具有这种特性的“拓扑绝缘体“包括重要的热电材料Bi_2Te_3和Bi_2Se_3，它们的表面在光电发射实验中被观察到具有单个狄拉克锥的不寻常的电子结构。我们研究平面内（即，水平）在由这些材料制成的薄膜中传输。从顶部和底部表面的表面状态杂交，和传统的扩散运输预测，可调的杂交诱导的带隙导致在低温下的热电性能增加。除了简单的扩散输运，电导率显示了从自旋轨道诱导的反局域化在一个单一的表面上的普通本地化的交叉。
2010-04-09 cond-mat.mes-hall
Photo-thermoelectric detection of cyclotron resonance in asymmetrically carrier-doped graphene two-terminal device
已知石墨烯显示出可以超过其光伏贡献的显著光电效应。在这里，通过利用这种效应，我们证明了在双背栅h-BN/石墨烯/h-BN双端器件的回旋共振的光电压测量。除了p型掺杂的Si全局背栅之外，还制造了石墨局部底栅。通过调节两个栅极电压，产生具有不对称载流子掺杂分布的面内石墨烯结。借助于这种非对称结构，检测到在金属电极/石墨烯结附近产生的光热电电压。在低温和存在磁场的情况下，在红外激光（波长= 9.28至10.61微米）的照射下测量光感应电压。我们观察到一个强烈的增强的光电压信号的回旋共振条件下，在该条件下的激发能量与朗道能级之间的跃迁相一致。这些结果突出了利用石墨烯中的光电热效应进行太赫兹光探测的可能性。
2018-09-06 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
Photo-thermoelectric and photoelectric contributions to light detection in metal-graphene-metal photodetectors
石墨烯的高迁移率和费米速度，加上其在可见光到远红外范围内的恒定光吸收，使其成为制造高速和超宽带光电探测器的理想材料。然而，光电探测的精确机制仍有争议。在这里，我们报告的金属-石墨烯-金属光电探测器的波长和偏振相关的测量。这使我们能够量化和控制光热效应和光电效应的相对贡献，两者都有助于整体光响应。这为实现超快操作速度的更高效光电探测器设计铺平了道路。
2014-02-06 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 single-photon detection through superconducting tunnel junctions
本文基于不同能隙超导体隧道结的双极热电效应，提出一种被动式宽带单光子热电探测器TED，其在极宽频段内具备高信噪比，可应用于量子计算和光电子学等领域。
2023-10-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Origin of photoresponse in black phosphorus photo-transistors
本文研究了掺杂多层BP光电晶体管中光电流的来源，发现其主要由热驱动热电过程和热辐射过程控制。实验观察到的光电流极性与光热过程是一致的。光电热电流可以产生到距离接触点$μ$ m处，表明热衰减长度较长。在施加源漏偏压的情况下，在整个器件上产生光测热电流，在中等偏压下压倒光热电贡献。多层BP器件中的光响应度比石墨烯中观察到的光响应度大两个数量级。
2014-07-27 cond-mat.mes-hall
Effects of photon field on heat transport through a quantum wire attached to leads
本文从理论上研究了在不同温度的电子库与量子线耦合的光子腔中的光热电输运。我们的方法，基于量子主方程，使我们能够调查的影响，量子化的光子场的热流和热电输运系统。我们发现通过量子线的热流受到光子场的影响，在某些情况下导致负热流。通过调节光子能量$\hbarω_γ$和热能$k_{\rm B} ΔT$之间的比率$\hbarω_γ / k_{\rm B} ΔT$来研究传输的特性。当$k_{\rm B} ΔT > \hbarω_γ$ .相比之下，如果是$k_{\rm B} ΔT < \hbarω_γ$，则光子场占主导地位，并且在腔-光子场接近于与系统中的两个最低单电子态共振的情况下，可以发现热电输运中的抑制。我们的方法指向一种新的技术，以放大纳米器件中的热电流。
2017-11-03 cond-mat.mes-hall
Electric and thermoelectric properties of graphene bilayers with extrinsic impurities under applied electric field
与单层石墨烯相反，在双层石墨烯（BLG）中，可以通过施加外部电场来诱导可调带隙，这使得其适合于场效应应用。BLG的非本征掺杂丰富了石墨烯基家族的电子性质，因为它们的行为可以从本征小带隙半导体切换到简并半导体。在密度泛函理论（DFT）的框架下，我们研究了在外加电场作用下，掺杂III族（B，Al，Ga），IV族（Si，Ge）和V族（N，P，As）杂质的BLG的电子和热电性质.用p型或n型掺杂剂掺杂BLG的一个单层导致简并半导体，其中费米能取决于杂质的类型，但也取决于电场的大小和取向，这修改了有效掺杂浓度。与原始BLG相比，用等电子物质如Si和Ge掺杂一个层打开了间隙，该间隙可以在施加电场时闭合。此外，以BLG系统由一个n型和一个p型石墨烯单层形成的方式，通过III-V族元素的双掺杂导致具有相对大的能隙的本征半导体性质。Si-Si和Ge-Ge替代使得在零场下类似于标准BLG的金属样行为，然而在费米能附近具有不对称的态密度。我们分析了高掺杂的BLG材料的热电应用的适用性，利用大的不对称性的状态密度。此外，通过调谐电场作为费米能级附近窄带的签名，观察到塞贝克系数的符号变化。
2019-02-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Electrically Tunable Energy Bandgap in Dual-Gated Ultra-Thin Black Phosphorus Field Effect Transistors
能带隙是半导体的固有特性，在很大程度上决定了它们的性能。在实时操作期间连续且可逆地调谐单个器件的带隙的能力不仅对器件物理而且对技术应用都是非常重要的。在这里，我们展示了一个宽可调的带隙的少层黑磷（BP）的垂直电场的应用在双栅BP场效应晶体管。当电位移场从0.10V/nm增加到0.83V/nm时，观察到124 meV的总带隙减小。我们的研究结果表明，吸引人的潜力少层BP作为一个可调的带隙材料在红外光电子学，热电发电和热成像。
2017-03-24 cond-mat.mes-hall
Multitask quantum thermal machines and cooperative effects
在热电器件中引入声子辅助的非弹性过程可以提高非平衡功提取的性能。在这项工作中，我们证明了非弹性声子热电器件有一个肥沃的功能图，粒子电流和声子热流耦合和燃料的化学电势差。这样的设备可以同时执行多个任务，热机、制冷机和热泵。在熵产生理论的指导下，我们主要研究了多任务量子热机的效率和性能系数，其中强调了非弹性散射过程和多重偏置在多端系统中的作用。具体来说，在一个三端双量子点设置与可调门，我们表明，它有效地执行两个有用的任务，由于声子辅助的非弹性过程。此外，在三端热电系统中的纵向和横向热电效应之间的合作导致显着改善的热机的性能。而对于四端四量子点热电装置，我们发现额外的热力学亲和力使系统具有丰富的功能和增强的效率。我们的工作为优化声子热电器件提供了见解。
2022-09-19 cond-mat.mes-hall
Quasi-two-dimensional thermoelectricity in SnSe
硒化亚锡是一种层状半导体，是黑磷的极性类似物，作为热电材料具有很大的兴趣。不寻常的是，空穴掺杂的SnSe在高电导率下支持大的塞贝克系数，这至今尚未得到解释。角分辨光发射光谱、光反射光谱和磁输运测量揭示了多谷价带结构和准二维色散，实现了Hicks-Dresselhaus热电，有助于在高载流子密度下的高塞贝克系数。我们进一步证明，在剥离的SnSe晶体管的空穴积累层表现出高达$250~\mathrm{cm^2/Vs}$在$T=1.3~\mathrm{K}$的场效应迁移率。因此，SnSe被发现是一种高品质的，准二维半导体热电应用的理想选择。
2018-02-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Thermoelectric response from grain boundaries and lattice distortions in crystalline gold devices
导体中的电子塞贝克响应涉及载流子的能量依赖平均自由程，并且受到晶体结构、来自边界和缺陷的散射以及应变的影响。以前的光电（PTE）的研究表明，多晶金属纳米线的热电性能与晶粒结构有关，虽然直接的证据连接晶体微观结构的PTE响应是很难阐明。在这里，我们表明，室温扫描的PTE测量是敏感的探针，可以检测到微妙的变化，在当地的塞贝克系数的金与底层的缺陷和应变，介导晶体变形。这种连接是通过结合扫描PTE和电子显微镜测量的单晶和双晶金微尺度设备。出乎意料的是，光电压图强烈相关的逐渐变化的晶体学的电子背散射衍射检测到的取向差。单个晶界和不同的晶粒取向对PTE信号的影响是最小的。这种扫描PTE技术显示出识别纳米材料和器件中微小结构扭曲的希望。
2021-06-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
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
Photon-phonon-assisted thermoelectric effects in the molecular devices
我们考虑一个与声子模相互作用的单能级量子点，量子点与金属引线弱耦合，金属引线受到随时间变化的栅极电压。电导，热电势，和品质因数进行了详细研究，使用Tien-Gordon型速率方程。在微波场的存在下，电导表现出额外的峰，其高度由微波场的大小控制。此外，热电势的振荡增加的存在下的时间依赖的栅极电压或电子-声子相互作用。研究了电子-声子相互作用、微波场、温度和库仑相互作用对品质因数的影响。
2012-10-27 cond-mat.mes-hall
Ultrafast photo-thermoelectric currents in graphene junctions in the mid-infrared
Walter Schottky Institute and Physics Department, Technical University of Munich（慕尼黑工业大学瓦尔特·肖特基研究所和物理系）；Munich Center for Quantum Science and Technology (MCQST)（慕尼黑量子科学与技术中心）；TUM School of Natural Sciences, Department of Chemistry and Atomistic Modeling Center, Munich Data Science Institute, Technical University of Munich（慕尼黑工业大学自然科学学院化学系与原子模拟中心、慕尼黑数据科学研究所）；Two-Dimensional Crystal Consortium, The Pennsylvania State University（宾夕法尼亚州立大学二维晶体联盟）；Department of Materials Science and Engineering, The Pennsylvania State University（宾夕法尼亚州立大学材料科学与工程系）；Department of Chemistry, The Pennsylvania State University（宾夕法尼亚州立大学化学系）；Department of Physics, The Pennsylvania State University（宾夕法尼亚州立大学物理系）；Department of Engineering Science and Mechanics, The Pennsylvania State University（宾夕法尼亚州立大学工程力学系）
研究石墨烯结在远红外波段的超快光电流特性，揭示了光热电效应主导行为及载流子弛豫时间随波长变化的机制。
2026-03-13 cond-mat.mes-hall
Observation of Berry Curvature-Enhanced Anomalous Photo-Nernst Effect in Magnetic Weyl Semimetal
本文在磁性外尔半金属 Co3Sn2S2 中观测到零磁场下由光激发驱动的反常光能斯特效应，并发现中红外区域贝里曲率拓扑贡献导致的反常能斯特系数增强。
2025-07-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Spin and charge thermopower of resonant tunneling diodes
我们研究了量子阱系统中的热电效应。使用相干导体的散射方法，我们计算的热流和热电势都在自旋简并的情况下，并在存在巨大的塞曼分裂由于在量子阱中的磁相互作用。我们发现，在线性响应的热电流是最大的，当阱能级与费米能量对齐，是强大的对热变化。此外，我们的研究结果表明，响应于所施加的热偏置的自旋电压的产生，引起大的自旋Seebeck效应可调与外部磁场，量子阱剪裁和背景温度。
2014-03-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.stat-mech
Plasmonic graphene photodetector based on channel photo-thermoelectric effect
我们提出了一种片上CMOS兼容的石墨烯等离子体光电探测器的基础上发生在整个均匀的石墨烯通道的光热电效应（PTE）。所提出的光电探测器结合了长距离介质加载表面等离子体激元（LR-DLSPP）波导与金属条同时作为等离子体激元支撑金属材料和金属电极之一。横向磁（TM）等离子体激元模式的大的平面内分量可以有效地耦合到石墨烯，从而导致整个石墨烯沟道上的大的温度增加，其中最大值位于金属条边缘处。结果表明，在1550 nm的通信波长下，仅用几十μW的输入功率就可以获得超过12000 K的电子温度。即使有诸如石墨烯的熔化温度（T= 4510 K）的限制，在1550 nm的电信波长处也可以实现超过至少200 A/W的响应度。它还表明，在一定的操作条件下，PTE通道光电流可以从光伏和pn结PTE的贡献提供了一种有效的方式，优化整体光电探测器的性能隔离。
2019-10-25 cond-mat.mes-hall physics.app-ph physics.optics
Coherent Absorption Synergizes with Plasmon-Enhanced Graphene Terahertz Photo-thermoelectric Response
State Key Laboratory of Optoelectronic Materials and Technologies, Guangdong Province Key Laboratory of Display Material and Technology, and School of Electronics and Information Technology, Sun Yat-sen University（中山大学光电材料与技术国家重点实验室、广东省显示材料技术重点实验室、电子与信息学院）
本研究通过结合相干吸收与等离子体增强石墨烯结构，显著提升太赫兹吸收率并实现高响应率的室温光电热电探测技术。
2025-12-29 cond-mat.mes-hall
Theory of the effective Seebeck coefficient for photoexcited 2D materials: the case of graphene
光激发石墨烯中的热电现象由于其在光电应用中的潜在用途而成为若干理论和实验研究的主题。然而，现有的理论描述的热电效应方面的塞贝克系数不考虑光激发电子密度的作用。在这项工作中，我们采用有效塞贝克系数的概念[G. D. Mahan，J.Appl.Phys.87，7326（2000）]，并将其扩展到光激发二维（2D）电子气的情况。我们计算了光激发石墨烯的有效塞贝克系数，我们将其与常用的“唯象”塞贝克系数进行比较，并展示了它如何依赖于光激发电子密度和温度。我们的研究结果是必要的输入任何定量微观理论的热电效应在石墨烯和相关的二维材料。
2021-07-19 cond-mat.mes-hall
Microwave-assisted thermoelectricity in SIS' tunnel junctions
研究了非对称超导隧道结中光子辅助隧穿与双极热电效应的相互作用，揭示了微波辅助热电机制及多稳态解，提出可用于检测毫米波信号的热电器件。
2023-04-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Coulomb drag and counterflow Seebeck coefficient in bilayer-graphene double layers
我们制作了双层石墨烯双层分离薄（$\sim$ 20 nm）氮化硼层，并进行库仑阻力和逆流热电输运测量。测得的库仑阻力比层内电阻率小近三个数量级。逆流塞贝克系数被发现是很好地近似的塞贝克系数的各个层之间的差异，并表现出一个峰值的制度，其中两个层具有相反的符号的载流子。测得的最大逆流功率因数为$\sim$ 700 $μ$ W/K $^2$ cm，在室温下，有前途的高功率输出每质量的轻质热电应用。我们的设备打开了一个可能性，探索新的制度的热电与n型和p型通道之间的可调相互作用的基础上石墨烯和其他二维材料及其异质结构。
2017-09-08 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
Infrared photodetection in graphene-based heterostructures: bolometric and thermoelectric effects at the tunneling barrier
该研究揭示含局域缺陷态的石墨烯/hBN/石墨烯隧穿器件中红外光电流源于电子加热导致的隧穿概率变化，并可据此测量电子温度。
2023-12-09 cond-mat.mes-hall
A highly-sensitive broadband superconducting thermoelectric single-photon detector
本研究提出一种基于超导体隧道结双极热电效应的无源单光子探测器，可在超宽频率范围实现高灵敏度单光子探测，还能通过热电压持续时间辨别光子能量，在多重量子科技领域具备应用潜力。
2023-02-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con quant-ph
Tunneling photo-thermoelectric effect in monolayer graphene/bilayer hexagonal boron nitride/bilayer graphene asymmetric van der Waals tunnel junctions
本研究在单层石墨烯/双层六方氮化硼/双层石墨烯不对称隧穿结中实现了隧穿光热电效应（TPTE），通过调节磁场使单层石墨烯进入回旋共振条件，诱导产生面外电压，为探测二维材料异质结的电子和光电特性提供了新自由度。
2024-08-22 cond-mat.mes-hall
Inelastic thermoelectric transport and fluctuations in mesoscopic system
在过去的十年中，在物理学和可再生能源之间的界面出现了一个新的研究前沿，称为非弹性热电效应，其中非弹性输运过程起着关键作用。非弹性热电效应的研究拓宽了我们对热电现象的理解，并为高性能热电能量转换提供了新的途径。本文综述了这一领域的主要研究进展，重点介绍了由电子-声子和电子-光子相互作用引起的非弹性热电效应。我们介绍了动机，基本图片，原型模型，以及非弹性热电输运引起的非常规效应。这些非常规效应包括热与电荷输运分离、热效应冷却、线性热晶体管效应、非线性性能增强、Maxwell恶魔效应和协同效应。我们发现，弹性和非弹性热电效应所描述的显着不同的微观机制，属于不同的线性热力学类。我们还特别注意在小介观热电系统的波动的独特方面。最后，我们讨论了非弹性热电领域的挑战和未来的机遇。
2022-05-01 cond-mat.mes-hall
Bipolar Thermoelectric Josephson Engine
实验证明超导隧道结在自发PH对称破缺下产生巨大双极热电效应，并集成约瑟夫森干涉仪实现相位可控的双极热电约瑟夫森发动机，功率达140 mW/m²。
2025-01-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Photoconductivity of biased graphene
石墨烯在光电探测器、太赫兹成像器和等离子体激元器件等光电应用领域具有广阔的应用前景。石墨烯结中光响应的起源已被广泛研究，并归因于热电或光伏效应。此外，热载流子输运和载流子倍增被认为起着重要作用。在这里，我们报告的内在光响应偏置，但否则均匀的石墨烯。在这个经典的光电导实验中，热电效应是微不足道的。相反，光伏和光致辐射热效应占主导地位的光响应，由于热的光生载流子的产生和随后的晶格加热通过电子-声子冷却通道分别。所测量的光电流显示极性反转，因为它在背栅电压扫描中在这两种机制之间交替。我们的分析产生了升高的电子和声子温度，前者比后者高一个数量级，证实了热电子驱动狄拉克点附近的均匀石墨烯的光伏响应。
2012-02-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Substantial local variation of Seebeck coefficient in gold nanowires
纳米结构有望改善材料的热电性能，用于能量转换和光电探测。我们报告了一个由单一金属制成的薄膜纳米线器件的光热电电压的空间分布的研究。聚焦激光束用于通过直接吸收和激发Au器件中的等离子体共振的组合来局部加热金属纳米结构。如前所述，在比激光光斑尺寸短的纳米线中，我们观察到与局部塞贝克系数在空间上依赖于纳米结构的宽度一致的热电电压分布。在较长的结构中，我们观察到极端的变化，净热电电压的激光点沿纳米线的长度扫描。热电电压的符号和大小对纳米线的结构缺陷、金属颗粒结构和表面钝化敏感。这一发现开辟了改善纳米级热电性能局部控制的可能性。
2017-07-14 cond-mat.mes-hall
Hot-carrier photocurrent effects at graphene-metal interfaces
石墨烯的光激发导致一系列有趣的现象，其中一些可以在基于石墨烯的光电子器件中利用。特别地，具有升高的电子温度的电子分布的高效且超快的生成以及在破介界面处的光热电电压的伴随生成对于光感测和光捕获是感兴趣的。在这里，我们实验研究了石墨烯-金属界面处产生的光电流，重点是时间分辨光电流，光子能量，费米能量和光偏振的影响。我们表明，一个单一的框架的基础上光热电光电流的产生解释了所有的实验结果。
2014-11-20 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
Tunable Raman Photons from a Single Quantum Dot
报道了单量子点的全光调谐拉曼荧光的观测结果。拉曼光子在光学驱动的λ系统中产生，该系统通过使单电子带电量子点经受Voigt几何形状的磁场来限定。将驱动激光器从共振中失谐，我们将拉曼光子的频率调谐约2.5 GHz。散射光子的数量和拉曼光子的线宽作为失谐的函数进行了研究。这里提出的研究可以形成一个新的技术研究在固态中的自旋浴相互作用的基础。
2009-04-09 cond-mat.mes-hall
Enhanced thermoelectric effects in a driven one-dimensional system
NEST, Istituto Nanoscienze-CNR and Scuola Normale Superiore（NEST，意大利国家研究委员会纳米科学研究所和比萨高等师范学院）；Institute for Quantum Studies, Chapman University（查普曼大学量子研究学院）；Department of Physics, Lancaster University（兰开斯特大学物理系）
研究一维量子系统在外部驱动下的热电性质，通过Floquet散射理论计算线性响应稳态热电优值，发现驱动可显著增强Seebeck系数，并在低温度下增强热电Onsager系数，展示驱动对低电子密度纳米器件热电性能的调节作用。
2025-09-23 cond-mat.mes-hall
Spin-Seebeck effect and spin polarization in a multiple quantum dot molecule
本文研究了磁场作用下，嵌入两金属引线之间的量子点与一个侧面耦合的三重量子点分子的电导和热电性质。我们重点讨论了自旋极化和热电量。我们的研究结果表明，除了量子点能级的不对称性使Seebeck系数显著提高外，还可以设计出一种高效的自旋滤波器器件，并获得可调谐的纯自旋Seebeck效应。这种行为也适用于相互作用的情况下，其中可以获得固定值的嵌入的量子点能级的纯自旋塞贝克效应。我们的研究结果可能会导致实现一个新的纯自旋能量转换和有能力的自旋过滤器设备工作在弱磁场。
2017-10-13 cond-mat.mes-hall
THz detection with epitaxial graphene field effect transistors on silicon carbide
我们报告了室温太赫兹探测的天线耦合场效应晶体管的装置，通过使用碳化硅衬底上生长的外延石墨烯制造。两个独立的检测机制被发现：等离子体波辅助检测和热电效应，这是归因于沿FET沟道的结的存在。等离子体激元和热电光电压对栅极偏压的计算函数依赖性的叠加定性地很好地再现了测得的光电压。此外，所测量的光电压的符号反转证明了与热电机制相比等离子体激元检测的更强贡献。虽然响应度的改善是必要的，这些结果表明，等离子体探测器制造的碳化硅上的外延石墨烯是宏观样品的快速大面积成像的潜在候选人。
2018-05-02 cond-mat.mes-hall physics.app-ph
Large tunable photonic band gaps in nanostructured doped semiconductors
一个等离子体纳米结构设想与周期层的杂质半导体和被动半导体显示自发地产生表面等离子体激元由于其周期性的性质。该纳米结构被证明表现为一个有效的材料建模由一个简单的介电函数的离子晶体类型，并拥有一个完全可调的光子带隙，宽度超过50%，在该地区从中红外延伸到太赫兹。
2010-11-05 cond-mat.mes-hall physics.optics
Enhanced Terahertz Thermoelectricity via Engineered van Hove Singularities and Nernst Effect in Moiré Superlattices
本研究利用莫尔能带工程，在石墨烯莫尔超晶格中借助范霍夫奇点和小磁场下的太赫兹能斯特效应增强太赫兹热电响应，为高性能太赫兹光电器件提供了新平台。
2025-09-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.other
