Anomalous electronic heat capacity of copper nanowires at sub-kelvin temperatures
我们已经测量了电子热容的薄膜纳米线的铜和银在0.1 - 0.3 K的温度下，通过标准的电子束蒸发沉积的膜。亚100 nm厚度的Ag膜的比热与体值和自由电子估计一致，而类似的Cu膜的比热超过相应的参考值一个数量级。铜膜的高热容的原因目前还不清楚。基于低热容量和在其上设计隧道探针温度计的可能性，Ag膜形成有前途的吸收材料，例如，用于微波光子量热法。
2018-02-28 cond-mat.mes-hall
Nonlinearities and Noise-Signal Relations in Electronic Heat Transport via Molecules
我们研究了由有机分子耦合到两个不同温度的金属储层组成的纳米结中的电子热输运现象。电子热通量和它的动态噪声特性的计算内的散射（Landauer）形式主义的传输概率确定使用非平衡格林函数（NEGF技术）。基于泰勒级数展开的方法被用来确定非线性修正的电子热流及其噪声功率谱密度与二阶项相对于温差。我们的结果表明，弹道傅立叶定律和波动耗散定理在分子系统中的热输运的适用性有限。我们推导并测试了几个信号，噪声信号和噪声关系适用于纳米级的热流进行电子在强烈的非平衡条件（类似的公式预计声子和光子）。重要的是，我们提出的特殊处理可以扩展到更高阶的条款，以解决各种相关的问题，非线性热和电热效应，可能会发生在纳米级。
2016-08-01 cond-mat.mes-hall
Multi-channel architecture for electronic quantum-Hall interferometry
我们提出了一种新的架构，实现量子霍尔条的电子干涉。它利用平行边缘通道之间的散射。与以前的发展相比，这一个采用了一个简单的连接台面承认串行级联的建筑元素更接近光学模拟。马赫-曾德尔和Hambury-Brown-Twiss干涉仪的实现与量子电子学中尚未探索的新结构一起讨论。
2007-08-31 cond-mat.mes-hall quant-ph
Field-induced low-temperature electronic specific heat of boron nitride nanotubes
采用紧束缚模型研究了横向电场对扶手椅型和锯齿型氮化硼纳米管（ABNNT和ZBNNT）低温电子比热的影响。对于宽带隙BNNT，电场可以显著地调制它们的能量色散，并使许多电子态移动到费米能附近。在临界电场（Fc）下，态密度呈现特殊的峰结构，零场消失比热跃变为巨比热。Cv，在Fc的，有一个值相当于的声子比热，并揭示了强烈的非线性依赖于温度。临界场强和巨比热的大小与纳米管的几何形状密切相关。在Fe的存在下，额外的纵向磁通量可以提高ZBNNT的Cv值再次在低温下，而它并不总是正确的ABNNT。
2015-11-26 cond-mat.mes-hall
Electronic quantum teleportation in Hall edge channels
这篇论文是作者在没有进行后选择时，由于纠缠的评估以及因此的协议保真度的评估中的一个关键错误而绘制的。
2012-01-20 cond-mat.mes-hall quant-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
Power spectrum of electronic heat current fluctuations
我们分析了理想分子结中电子热流的涨落。这里的重点将是由此产生的热波动的光谱特征。通过使用格林函数方法，我们得到了一个显式表达式的频率依赖的功率谱密度的新兴的能量波动。复杂的表达式在零频率的限制下大大简化，产生热流的噪声强度。电子热涨落的谱密度仍然取决于零温度极限的频率，假设在低频和高频区域有不同的渐近行为。我们进一步解决的微妙之处和开放的问题，从实验的角度测量频率依赖的功率谱密度。
2013-07-26 cond-mat.mes-hall
Electronic Specific Heat of DNA: Effects of backbones and disorder
在本工作中，我们报告的结果，我们的研究在紧束缚框架内模拟的DNA分子的电子比热（ESH）。我们采取了四种不同的DNA序列，从周期，准周期随机和研究ESH和状态密度，以补充我们的ESH结果。讨论了主链结构的作用和环境对ESH的影响。我们观察到，无论序列有一个普遍的ESH光谱的响应为一个给定的障碍。在低温区和高温区，特定的Heaton主链无序的响应性质是完全相反的。
2015-05-08 cond-mat.mes-hall
Universal quantum limits on single channel information, entropy and heat flow
我们发现，最近发现的普遍上限的热导率的一个单一的通道，包括粒子服从任意分数统计的结果，实际上是一个更普遍的普遍上限，涉及平均熵和能量流的一个单一的通道连接热源与任意温度和化学势。后者的上限反过来又导致，通过Holevo定理，一个普遍的（即，统计独立）上的最佳容量的上界经典的信息传输了一个单一的，宽带量子信道。
2000-09-19 cond-mat.mes-hall quant-ph
Electronic heat tunneling between two metals beyond the WKB approximation
本文通过精细建模金属间隧穿势垒并超越WKB近似，计算电子热流并与辐射传热对比，发现结果对势垒形状和隧穿方案极敏感，为扫描热显微提供现实模型。
2023-11-15 cond-mat.mes-hall
Non-uniform heat redistribution among multiple channels in the integer quantum Hall regime
研究了朗道能级填充因子nu = 2，4和8时多量子霍尔边沟道中的热输运，量子点接触作为热发生器，量子点作为局部温度计.通道之间的热分布保持高度不均匀，这可以用多个通道的等离子体激元本征模来理解。热传输可以用另一个量子点接触作为量子热阀来控制，如温度计处热流的逐步增加所示。这鼓励开发具有量子霍尔边缘通道的集成热电路。
2022-06-21 cond-mat.mes-hall
Quantum confinement suppressing electronic heat flow below the Wiedemann-Franz law
本文通过半导体InAs纳米线晶体管内的量子点实验，证明量子限制效应可使电子热导显著低于Wiedemann-Franz定律预测，为半导体纳米结构中独立调控热与电传导特性开辟了新前景。
2021-06-11 cond-mat.mes-hall
Phononics: Manipulating heat flow with electronic analogs and beyond
通常从晶格振动（即声子）得到的称为热的能量形式通常被认为是废能，而且对信息处理有害。然而，通过这次座谈会，我们试图反驳这种普遍的观点：通过使用定制的模型，我们证明了声子可以像电子和光子一样被操纵，从而实现受控的热传输。此外，我们解释说，声子可以投入有益的使用，携带和处理信息。在第一部分中，我们提出了控制热传输的方法，以及如何处理由温度偏置驱动的物理系统的信息。特别是，我们提出了熟悉的电子模拟练习声子的工具包，即声子器件，作为热二极管，热晶体管，热逻辑门和热存储器等。这些概念，然后投入工作，以运输，控制和纠正物理现实的纳米系统中的热量，通过设计实际的设计，允许操作的功能声子器件的混合纳米结构，以及报告第一次实验实现。接下来，我们将讨论通过使用随时间变化的热浴温度或各种其他外部场来操纵热流的更丰富的可能性。这些引起了大量有趣的声子非平衡现象，例如热的定向穿梭，几何相位诱导的热泵，或声子霍尔效应，所有这些都可以找到与电子类似的操作方式。
2012-03-05 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech
Graphene Heat Spreaders and Interconnects for Advanced Electronic Applications
石墨烯揭示了许多对电子学有益的独特性质，包括极高的电子迁移率和可广泛调节的费米能级。然而，石墨烯不具有电子能带隙，这对其在数字电子学中的应用提出了严重的障碍。石墨烯在电子学中实际应用的一种可能途径是利用其异常高的热导率和电子电流传导特性。这篇特邀评论概述了石墨烯的热性能，并描述了不受能带隙缺失影响的未来石墨烯技术。具体实例包括散热器、热涂层、高电流密度电极和互连。我们的研究结果表明，先进电子设备的热管理可以成为石墨烯的第一个工业规模应用。
2015-08-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Heat Coulomb Blockade of One Ballistic Channel
量子力学和库仑相互作用决定了小电路的行为。热的影响涵盖了从热的量子控制到量子热力学的基本主题，以及新型热机的前景和对纳米电路工程不可避免的日益增长的影响。在实验上，迄今为止罕见的观测包括普遍的热导量子和热干涉测量。然而，在量子线路中，为显着不同的热和电行为铺平道路的多体热效应的证据仍然缺乏。在这里，我们报告的观测库仑阻塞的电子热流从一个小的金属电路节点，超越了广泛的维德曼-弗兰兹定律的范例。我们证明了这种热多体现象完美的（弹道）传导通道的节点，在那里它相当于普遍抑制的正是一个量子的电导的热传输，但没有电。在整个热频率范围（$\lesssim$温度$\times k_\mathrm{B}/h$）上，在浮置节点中，引起这种选择性热流减少的沟道间相关性来自局部电荷守恒。这一观察建立了纳米电路中热传输的量子定律的不同性质。
2018-02-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el
Quantum heat engines based on electronic Mach-Zehnder interferometers
基于马赫-曾德尔干涉仪对热机的热电特性进行了理论研究。在这样的设置中的传输振幅的能量依赖性产生于干涉仪臂长的差异。因此，任何热电响应都是纯粹的量子力学起源。除了实验建立的三端设置，我们还考虑了两个终端的几何形状以及由两个干涉仪组成的四端设置。我们发现，马赫-曾德尔干涉仪可以用作强大而有效的热机，在现实条件下表现良好。
2017-01-31 cond-mat.mes-hall
Electronic heat current fluctuations in a quantum dot
利用非平衡格林函数方法，计算了有限频率、电压和温度下耦合到电子库的量子点中热流的涨落。非对称热噪声被表示为包含四个贡献的能量积分，每个贡献包括传输幅度、电子-空穴对分布函数和能量差因子。研究了量子点与储层之间耦合的非对称性对量子点的影响。热噪声的特点突出和讨论的平衡和非平衡量子点。在后一种情况下，并且在高透射极限内，热噪声与辐射功率谱密切相关，从而导致失衡的普朗克定律。讨论了热噪声测量的建议。
2021-01-27 cond-mat.mes-hall
Single mode heat rectifier: Controlling energy flow between electronic conductors
我们研究导体之间的热传递，介导的单模态谐振子的激发。使用一个简单的模型，我们表明系统中整流的开始与电子气色散关系的非线性直接相关。当金属有严格的线性色散关系的Landauer型表达式的热流举行，对称的温差。当偏离线性色散时，整流变得突出，费米子模型不能映射到谐波玻色化表示。这里描述的效果是相关的理解辐射热传递和振动能量流在电绝缘分子结。
2008-02-06 cond-mat.mes-hall
Phase-Dependent Electronic Specific Heat in Mesoscopic Josephson Junctions
研究了超导关联对扩散超导体-正常金属-超导体约瑟夫森结中电子比热的影响。我们提出了一个描述这个系统的扩散极限格林函数理论的框架内，考虑到有限的温度，相位差以及结参数。我们发现邻近效应可能会导致比热与正常状态下的比热有很大的偏差，并且可以通过改变超导体之间的相位差在很大程度上调节比热的大小。一个测量设置，以确认这些预测也提出了建议。
2008-05-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Electronic pumping of heat without charge transfer
提出了在没有净电荷转移的情况下电子介导的热泵送机制。它可以在耦合到外部电势的电荷中性电子系统（例如石墨烯）中实现。在这种泵送循环中的热量流动不会伴随着沿系统的电压积累，这提供了优于传统热电冷却设置的优点。研究了弱无序流体动力学区的热泵效率和热通量大小。在一个原始系统中，即使对于一个无穷小的泵势，热通量仍然是有限的。特别地，对于以速度$c$移动的行波形式的势，泵送是完美的;电子液体的全部热含量以速度$c$平流。对于一般的泵浦循环，热通量由循环几何形状和无序强度决定。
2021-10-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.other
Vibrational and electronic heating in nanoscale junctions
理解和控制热流是纳米电子学的一个主要挑战。当一个结被光或电荷的流动驱动而脱离平衡时，振动和电子的自由度一般不再由单一的温度来描述[1-6]。此外，表征稳态振动和电子分布{ \it in situ}极具挑战性。在这里，我们表明，表面增强拉曼发射可用于确定在用分子装饰的偏置金属纳米级结中振动模式和流动电子的有效温度[7]。分子振动通过光激发[8]和直流电流[9]显示出模式特定的泵浦，有效温度超过几百开尔文。反斯托克斯电子拉曼发射\cite [10，11]表明，在几百mV的偏置电压下，电子有效温度也增加到其无电流值的三倍。虽然精确的有效温度依赖于模型，但作为偏置条件的函数的趋势是稳健的，并且允许与纳米级加热理论进行直接比较。
2011-06-28 cond-mat.mes-hall
Thermal and Electrical Currents in Nanoscale Electronic Interferometers
本文从理论上研究了由两个量子点组成的电子干涉仪中的热输运问题，每个量子点都有一个可调的单电子态，它们分别连接到两个不同温度的引线上，由于量子干涉，通过其中一个量子点的热流与温度梯度方向相反。一股过剩的热流流过另一个点。虽然局部地，热量从冷流到热，但在全局上，热力学第二定律没有被违反，因为与通过整个装置的热传递相关的熵产生仍然是正的。温度梯度还感应出循环电流，这使得干涉仪被磁极化。
2004-03-26 cond-mat.mes-hall
Single-electron heat diode
我们介绍了一种新的功能纳米器件，单电子热二极管，由两个量子点或金属岛耦合到电子水库的隧道接触。通过系统的电子输运被禁止，但两个点之间的电容耦合允许电子波动在储存器之间传递热量。当储层温度在正向方向上偏置时，通过四步顺序隧穿循环来实现热流，而在反向偏置配置中，由于库仑阻塞效应，该过程被抑制。在最佳设置中，反向的漏热电流仅为正向电流的百分之几。
2011-06-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech
Influence of interface transmissivity and inelastic scattering on the electronic entropy and specific heat of diffusive SNS Josephson junctions
从理论上研究了扩散超导体-正常金属-超导体（SNS）约瑟夫森结中的电子熵和比热。特别是，我们认为在实际实验中发生的非理想性的影响，如在NS接口，自旋翻转和非弹性散射在N区域和准粒子亚带隙状态的超导体中的势垒的存在。我们发现，自旋翻转和非弹性散射没有，典型的参数值，一个大的影响。相反，势垒的存在抑制了N区的超导关联，其结果是熵和比热最终降低到不透明界面不存在超导性时的熵和比热。最后，我们建议一个实验，并检查它是可能的，在现实条件下，测量电子比热的超导体之间的相位差的依赖关系。
2009-02-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Heat currents in electronic junctions driven by telegraph noise
分析了单电子缺陷产生的随机电报噪声作用下双端结中电子所携带的能量和电荷流。通过作用于结中电子的随机电场的作用来模仿电报过程。在对电报过程的所有随机事件进行平均时，发现该电场平均地向电子库提供能量，该能量在它们之间不均匀地分布：库与结的耦合越强，它获得的能量越多。因此，噪声环境可导致跨未偏置结的温度梯度。
2017-10-18 cond-mat.mes-hall
General bounds on electronic shot noise in the absence of currents
本文研究了在没有相应的电荷流和热流的情况下，一般二端介观导体中的电荷和热电子噪声。尽管这些电流为零，但在系统中产生散粒噪声。我们表明，无论导体的细节和特定的非平衡条件下，电荷散粒噪声从来没有超过其热对应，从而建立一个一般的约束。在热噪声的情况下不存在这样的界限，这揭示了零电流条件下电荷和热输运之间的根本区别。
2021-08-27 cond-mat.mes-hall
Ultrafast electronic heat dissipation through surface-to-bulk Coulomb coupling in quantum materials
电子冷却的时间尺度是控制用于光电、热电和热管理应用的基于量子材料的器件的性能的重要参数。在大多数常规材料中，冷却通过声子的发射进行，这是一个相对缓慢的过程，可以限制载流子弛豫动力学，从而降低器件性能。在这里，我们提出了近场辐射传热的理论，发生时，一个二维的电子系统是通过非延迟库仑相互作用耦合到一个三维的散装，可以表现为一个非常有效的电子散热器。我们应用我们的理论来研究三维拓扑绝缘体的表面态的冷却动力学，以及石墨烯在接近小能隙块状材料。我们引入的“库仑冷却”是传统声子介导冷却的替代方案，可以非常有效，并在某些情况下主导冷却动力学。我们表明，这种冷却机制可以导致亚皮秒的时间尺度，显着快于通常在狄拉克材料中观察到的冷却动力学。
2022-06-18 cond-mat.mes-hall
Universal heat conductance of one-dimensional channels
我分析任意统计（玻色，费米和分数排斥统计）通过一维（1D）通道的粒子的运输。观察到通过一维通道的粒子通量、能量通量、熵通量和热通量分别与二维扁盒中量子气体的粒子通量、内能通量、熵通量和热容相似，给出了任意温度下量子气体通量的解析表达式。使用这些表达式，我表明，热和熵通量是独立的统计在任何温度下，而不仅仅是在低温极限，因为它是以前所知道的。从这个角度来看，热导率的量子仅代表一维通道热导率的低温极限，并且等于（直到等于普朗克常数乘以费米能量下的态密度的乘法常数）量子气体热容的普遍极限。最后给出了一维通道熵和热通量的普遍温度依赖性的微观证明。
2010-12-06 cond-mat.mes-hall
Joule heating and electronic Gurzhi effect in hydrodynamic differential transport in an electron liquid
State Key Laboratory of Semiconductor Physics and Chip Technologies, Institute of Semiconductors, Chinese Academy of Science（中国科学院半导体研究所半导体物理与芯片技术国家重点实验室）；College of Material Science and Opto-Electronic Technology, University of Chinese Academy of Sciences（中国科学院大学物质科学与光电技术学院）；Beijing National Laboratory for Condensed Matter Physics, Institute of Physics, Chinese Academy of Sciences（中国科学院物理研究所北京凝聚态物理国家研究中心）；Center for Quantum Matters, School of Physics, Zhejiang University（浙江大学物理学院量子物质中心）；CAS Center for Excellence in Topological Quantum Computation, University of Chinese Academy of Sciences（中国科学院大学拓扑量子计算卓越创新中心）
通过微分电阻研究，发现零磁场下U-turn交流电流环路驱动的非线性输运呈现洛伦兹线型，直流偏置加深输运谷，归因于焦耳热对电子温度的影响，且粘滞电阻率与T^{-2}成正比，与直流电流诱导的电子Gurzhi效应一致。
2026-03-22 cond-mat.mes-hall
Electronic heat current rectification in hybrid superconducting devices
在这项工作中，我们回顾和扩展最近的理论建议，实现电子热二极管的基础上隧道结的正常金属和超导薄膜。从一个单一的混合隧道结的基本整流性能开始，我们将展示如何整流效率可以大大提高结合在一个不对称链的隧道耦合岛的多个结。我们提出了三种不同的设计，分析其性能和潜在的优势。除了从基础物理学的角度来看是相关的，这种设备可能会发现重要的技术应用，作为固态热纳米电路和需要能量管理的通用低温电子应用中的基本构件。
2015-03-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Heat currents in a two channel Marcus molecular junction
本文理论研究具有两条电子通道、强电子—声子耦合且由 Marcus 型过程主导的单分子结热输运，揭示通道竞争可产生负微分热导与环境冷却，并考察缓慢驱动能级对热流和功率的影响。
2023-07-12 cond-mat.mes-hall
Measurement of the electronic thermal conductance channels and heat capacity of graphene at low temperature
传输能量的能力是石墨烯中二维狄拉克费米子的基本性质。该系统中的电子热传输相对未被探索，预计将显示出独特的基本特性，并在石墨烯的未来应用中发挥重要作用，包括光电子学，等离子体激元学和超灵敏测辐射热法。在这里，我们提出了双极，电子扩散和电子声子热导率的测量，并推断出电子比热，最小值为10 $k_{\rm{B}}$（$10^{-22}$ JK $^{-1}$）每平方微米。我们检验了Wiedemann-Franz定律的有效性，发现Lorenz数等于$1.32\times(π^2/3)(k_{\rm{B}}/e)^2$ .电子-声子热导在高掺杂水平下具有温度幂律$T^2$，耦合参数与最近的理论相一致，表明其通过杂质散射增强。我们演示了通过电门控和通过使用超导电极抑制扩散通道来控制热导，这为未来基于石墨烯的单微波光子探测奠定了基础。
2013-08-10 cond-mat.mes-hall
Noise thermometry in narrow 2D electron gas heat baths connected to a quasi-1D interferometer
热电压噪声测量进行，以确定在4.2和1.4 K浴温度的GaAs/AlGaAs异质结构的纳米图案化通道中的电子温度。两个狭窄的二维（2D）加热通道，接近过渡到一维（1D）制度，连接准一维量子干涉仪。根据直流电流加热的电子在一个加热通道，我们进行互相关噪声测量本地直接加热的通道和非本地在其他通道，这是间接加热的热电子扩散整个准一维连接。我们观察到相同的功能依赖于加热电流的热噪声。与更宽的2D系统相比，电子能量损失率的温度依赖性降低。在量子干涉仪中，我们展示了由于热电子从加热通道扩散到准一维系统中引起热梯度而引起的退相干。
2012-05-31 cond-mat.mes-hall
Interactions in Electronic Mach-Zehnder Interferometers with Copropagating Edge Channels
我们研究了整数量子霍尔效应中利用共传播边缘态的Mach-Zehnder干涉仪有限偏压响应中的库仑相互作用。在这里，相互作用是特别重要的，因为边缘通道的相干耦合是由于共振机制，被破坏的非弹性过程。我们发现，相互作用产生的饱和，作为偏置电压的函数，周期平均的干涉仪电流，这引起了不寻常的功能，如负微分电导，增强的电流的可见性，和无界甚至发散的可见性的微分电导。
2013-07-30 cond-mat.mes-hall quant-ph
Channel-based algebraic limits to conductive heat transfer
最近的实验进展探测相干声子和电子输运在接触纳米器件激发了理论上的通道为基础的分析导电的非平衡格林函数形式主义。通过每个信道的传输已知是以单位为界的，然而典型系统中的实际传输通常远低于这些限制。最近推导出的辐射传热极限和一个统一的形式主义表征热传输的任意玻色子系统的线性制度的基础上，我们提出了新的边界传导传热。特别是，我们证明了我们的限制通常是严格的比每个通道的Landauer限制，并通过检查模型的声子传导在1维链接近实际的传输本征值。我们的极限对设计分子结以优化传导有影响。
2020-06-01 cond-mat.mes-hall
Remote plasmon--induced heat transfer probed by the electronic transport of a gold nanowire
在本文中，我们表明，共振等离子体天线的光激发和扩散沿一个简单的玻璃/空气界面产生的热量干扰附近的导电元件的电子输运。通过探测金纳米线$R_{\rm nw}(T)$的温度依赖性电阻，我们定量分析了天线对激光的共振吸收的影响。我们发现，在纳米线处的温度上升引起的激光吸收的一个遥远的纳米粒子可能会超过一个直接照射的纳米线本身。我们还发现，一个全球性的温度校准低估了本地产生的热量的激光。通过数值模拟验证了由电阻变化推导出的温度与理论值的一致性。
2016-03-06 cond-mat.mes-hall physics.optics
About the two spin-channel model for ferromagnetic excitations and spin-dependent heat transfer equations
将双自旋通道模型推广到铁磁激发在电导体和绝缘体中的输运。这两个通道是通过将铁磁自由度减少到一个双值变量，即有效自旋的一半来定义的。在通过球体$Σ_x$定义局部磁配置空间，并在两个半球$Σ_x^{\uparrow}$和$Σ_x^{\downarrow}$上积分相关物理量之后，执行还原。然后将配置空间扩展到非均匀磁化激励的$x$方向。推导了磁矩和磁能的输运方程，包括从一个通道到另一个通道的弛豫。推导了铁磁体的热输运方程。
2012-11-13 cond-mat.mes-hall
Single-molecule Electronics: Cooling Individual Vibrational Modes by the Tunneling Current
由单分子组成的电子器件构成了电子元件不断缩小规模的最终极限。单分子电子学的一个关键挑战是控制这些结的温度。在个别振动模式中控制加热和冷却效应，原则上可以用于增加偏置下的单分子结的稳定性，将能量泵入特定的振动模式以进行电流诱导反应，或者通过抑制吸收和外部耗散过程来控制分子中声子的寿命来增加非弹性电子隧穿光谱中的分辨率。在偏压下，电流和分子交换能量，这通常导致分子加热。然而，相反的过程也是可能的，其中能量通过隧穿电流从分子中提取。设计一种分子“散热器”，其中特定的振动模式将热量从分子中导出并进入引线将是非常可取的。我们甚至可以想象，在分子设计正确的情况下，其他振动模式的振动能量是如何进入“冷却模式”的。以前的努力，以了解加热和冷却机制，在单分子结，主要是关注小模型，其中不清楚它们对应的分子系统。在本文中，我们的重点是抑制加热和获得电流诱导冷却在某些振动模式。提出了冷却单分子结振动模的策略，以及基于这些策略的原子计算。在原子单分子结的计算中，观察到两种不同冷却方案的冷却和减少加热。
2015-12-21 cond-mat.mes-hall
Perfectly Conducting Graphene Electronic Waveguide with Curved Channels
本文采用非平衡格林函数方法，从理论上研究了弯曲石墨烯波导的电子输运性质。系统地研究了受限波导模式与电势差、波导宽度和侧势垒的关系。通过双端电子输运计算，我们表明，约束波导模式的电导是相当强大的对波导的弯曲程度，在一致的带不敏感的侧势垒。完美导电通道的这一发现有力地表明了将石墨烯波导应用于低功率纳米电子学设计的可能性。
2017-04-05 cond-mat.mes-hall
Gate-tunable cross-plane heat dissipation in single-layer transition metal dichalcogenides
在纳米电子学中，有效地将热耗散到衬底对于优化器件性能至关重要。建立了过渡金属二硫属化物（TMD）半导体MoS $_{2}$和WS $_{2}$的电子热边界电导（TBC）理论，并模拟了它们在不同介质衬底（SiO $_{2}$，HfO $_{2}$和Al $_{2}$ O $_{3}$）上的电子热边界电导.我们的研究结果表明，电子TBC是强烈依赖于电子密度，这表明它可以调制的场效应晶体管的栅极电极，这种效果是最明显的Al $_{2}$ O $_{3}$。我们的工作为设计具有门可调跨平面散热特性的新型热器件铺平了道路。
2020-09-25 cond-mat.mes-hall
Silicon on a graphene nanosheet with triangle- and dot-shape: Electronic structure, specific heat, and thermal conductivity from first-principle calculations
利用密度泛函理论研究了单层石墨烯纳米片中硅的电子结构、比热和热导率。研究了石墨烯中两种不同形状的替代Si掺杂，三角形和点状。石墨烯纳米片的硅掺杂，其中硅原子以三角形配置排列在邻位和对位，打开了将片转变为半导体材料的带隙。带隙的打开是由硅和碳原子之间的排斥力的存在引起的，其降低了费米能周围的态密度。因此，系统的比热和导热率被抑制。对于掺杂有硅原子的点状配置的石墨烯纳米片，在邻位、Meta位和对位处，价带穿过费米能级。这种掺杂配置增加了费米能级处的态密度，但移动电荷在硅原子周围离域并减少。结果，比热和导热率提高。硅取代掺杂的石墨烯纳米片可以有益于光致发光，并且可以通过控制底层原子系统的几何构型来进一步改善太阳能电池器件。
2019-08-28 cond-mat.mes-hall
Determining the purity of single-helical proteins from electronic specific heat measurements
本研究在紧束缚框架下理论分析单螺旋蛋白质的定容电子比热，揭示其随温度、无序度的变化规律，提出可利用电子比热区分纯与缺陷蛋白质样品，为全基因组检测前的筛查提供技术基础。
2024-05-21 cond-mat.mes-hall physics.bio-ph
Kinkless electronic junction along one dimensional electronic channel
本研究在1T-TaS2的1纳米宽一维电子通道中发现无结构扭结的A型和B型电子结，并通过密度泛函计算揭示其由下层扭结畴壁经层间电子耦合形成，展示了层间耦合对二维材料纳米尺度电子性质的调控作用。
2023-09-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Thermal Transport Imaging in the Quantum Hall Edge Channel
本文提出一种对量子霍尔边缘通道热输运进行成像的方法，通过局部加热与测温获得边缘态热衰减长度，以研究边缘能量耗散机制。
2023-04-15 cond-mat.mes-hall
Negligible electronic contribution to heat transfer across intrinsic metal/graphene interfaces
尽管金属接触的高热导率（即，低热阻）对于石墨烯器件的热管理很重要，但先前报道的金属/石墨烯界面的热导率都相对较低，仅为20-40 MW m $^{-2}$ K $^{-1}$。改善金属/石墨烯界面的热导率（$G$）的一种可能途径是通过电子的额外热传导，因为石墨烯可以容易地被金属掺杂。在本文中，我们评估的电子热传导金属/石墨烯界面通过测量Pd/transferred graphene（trG）/Pd界面的热导率，无论是热蒸发或射频（rf）磁控溅射制备，在80至500 K的宽温度范围内。我们发现，对于热蒸发法制备的样品，Pd/trG/Pd的热导率为42 MW m $^{-2}$ K $^{-1}$ .热导率仅微弱地取决于温度，这表明热主要由声子携带穿过本征Pd/石墨烯界面。然而，对于Pd/trG/Pd样品的顶部Pd膜沉积的射频磁控溅射，我们观察到一个显着的增量的热导从42 MW m $^{-2}$ K $^{-1}$的固有值为300 MW m $^{-2}$ K $^{-1}$，和$G$大致成正比于$T$。我们将热导的增强归因于在溅射过程中通过在石墨烯中形成的原子级针孔由电子进行热传输的附加通道。因此，我们得出结论，电子在金属和原始石墨烯的本征界面之间的热传导中起着微不足道的作用，并且电子的贡献只有在石墨烯被损坏时才是实质性的。
2017-05-16 cond-mat.mes-hall
Thermal quenching of electronic shells and channel competition in cluster fission
双电荷Li、Na和K团簇在低裂变率区裂变的实验和理论研究揭示了电子壳层效应对裂变产物的强烈影响。电子熵控制壳效应的淬灭和魔法碎片通道之间的竞争，导致从更高质量对称性的有利通道过渡到涉及三聚体阳离子在高温下的不对称通道。
2002-10-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci nucl-th
Coulomb blockade oscillations of heat conductance in the charge Kondo regime
我们开发了一种方法，从理论上研究的电荷，能量和热输运的存在下的电荷近藤关联。本文研究了具有电荷近藤效应的单电子晶体管中热导的库仑阻塞振荡。我们探讨了Wiedemann Franz比在电荷单通道和电荷双通道近藤政权。讨论了我们的研究结果与最近的多通道电荷近藤效应实验的密切联系。
2020-12-29 cond-mat.mes-hall
Review of Thermal Properties of Graphene and Few-Layer Graphene: Applications in Electronics
本文综述了石墨烯和少层石墨烯的热性能，并讨论了这些材料在先进电子热管理中的应用。石墨烯的固有热导率-已知材料中最高的-在室温附近由声子主导。热管理应用的示例包括集成在高功率密度晶体管的发热区域附近的少层石墨烯散热器。已经证明，少层石墨烯散热器可以降低器件操作期间的热点温度，从而提高器件的性能和可靠性。
2015-03-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Phase-Tunable Thermal Logic: Computation with Heat
布尔代数是数学的一个分支，其中变量只能假定为真或假值，是经典计算的理论基础。布尔运算和电子开关电路之间的类比，由香农在1938年强调，为基于电子设备的现代计算铺平了道路。在令人兴奋的指数摩尔趋势之后，这种设备的计算能力的增长现在被由于计算任务引起的散热所阻碍，在芯片小型化之后非常苛刻。热量通常是一种有害的能量形式，它会增加系统的熵，降低逻辑运算的效率。在这里，我们提出了一个物理系统，能够执行热逻辑操作，通过扭转旧的热无序的缩影到一个新的热秩序的范例。我们通过对逻辑状态变量进行温度编码，并引入电子逻辑门的热对应物，为热计算奠定了基础。利用热偏置约瑟夫森结（JJ）中的量子效应，提出了一种功能完备的无耗散逻辑的可能实现。我们的架构可确保高工作稳定性和鲁棒性，开关频率可达GHz。
2017-09-25 cond-mat.mes-hall
Interaction confinement and electronic screening in two-dimensional nanofluidic channels
纳米级的流体传输是多种生物和工业过程的基础，从神经传递到超滤。然而，直到最近，具有小至几个分子直径的横截面的良好控制的通道才成为实验现实。当含水电解质被限制在这样的通道内，溶解的离子之间的库仑相互作用，由于在通道壁的介电对比度得到加强：我们把这种效果的相互作用约束。然而，没有系统的方法来计算这些受限的相互作用已经提出了超越完美的金属或完美的绝缘通道壁的限制情况。在这里，我们介绍了一种新的形式主义，基于所谓的表面响应函数，表示有效的库仑相互作用在一个二维通道内的墙壁的电子结构，描述到任何所需的精度水平。我们用它来证明，在几个纳米宽的通道，离子相互作用可以通过壁材料的屏蔽长度进行调谐。我们说明了这种方法，通过实施这些相互作用的布朗动力学模拟的强限制电解质，并表明，由此产生的离子传导可以调整之间的欧姆定律和维恩效应的行为。我们的研究结果提供了一个定量的方法来调整纳米离子传输通过通道壁材料的电子性质。
2022-06-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Nanoscale Quantum Calorimetry with Electronic Temperature Fluctuations
受纳米系统中快速和超灵敏测温技术的最新发展的启发，我们研究了亚毫电子伏能量范围内单个热脉冲的量子量热检测。我们提出了一种混合超导注入量热仪设置，与注入的脉冲的能量进行隧穿电子。在微观上处理所有的热传递事件，我们分析了量热计温度波动的统计数据，并推导出准确测量热脉冲能量的条件。我们的结果为新型基础量子热力学实验铺平了道路，包括单个微波光子的量热检测。
2018-05-07 cond-mat.mes-hall
Strong Substrate Dependence of Joule Heating in Graphene
采用全带Monte Carlo电子动力学和三维热传导自洽模拟方法研究了焦耳热效应对石墨烯电子性质的影响。一些技术上重要的基板材料进行检查：SiO2，SiC，六方BN，和金刚石。结果表明，衬底的选择有主要的影响，通过热传导和表面极性声子散射。特别地，发现SiO2的不良导热性导致石墨烯中显著的焦耳加热和饱和速度退化（其特征在于所谓的1/ \surd n衰减）。考虑到整体特性，BN似乎与电子应用中石墨烯的其他基底选择相比是有利的。
2011-10-28 cond-mat.mes-hall
Phonon Dichroisms Revealing Unusual Electronic Quantum Geometry
Chinese Academy of Sciences（中国科学院）；University of Science and Technology of China（中国科学技术大学）；Anhui University（安徽大学）；Beijing Institute of Technology（北京理工大学）
本文通过电子-声子相互作用揭示量子几何对声子双折射的影响，并预测了固体中电子热磁矩的可检测特征。
2025-11-20 cond-mat.mes-hall
A compact heat transfer model based on an enhanced Fourier law for analysis of frequency-domain thermoreflectance experiments
将最近发展起来的增强傅立叶定律应用于从频域热反射（FDTR）实验中提取材料热物性的问题。传热模型包括两个声子通道的贡献;一个是由平均自由程（MFP）小于阈值的声子组成的高热容扩散通道，另一个是由MFP高于该值的声子组成的低热容通道，该值在感兴趣的长度尺度上准弹道地行进。扩散通道处理使用傅立叶定律，而准弹道通道分析使用二阶球谐展开的声子分布函数。最近的FDTR实验数据的分析表明，使用FDTR在推导大部分的MFP积累功能，但是，它在这里示出的数据可以充分解释使用我们的最小参数模型，从而突出了一个重要的限制FDTR实验在探索散装物质的积累功能。
2015-08-20 cond-mat.mes-hall
