Mesoscopic thermoelectric transport near zero transmission energies
本文研究了在退相声子存在下，一维电子波导与一个和两个非通道腔相连时的热电输运系数。该模型系统是一个线性链描述为一个一维晶格。为了简单起见，我们考虑单模腔，这可能是与外部门调谐。虽然只有一个通道外腔的存在产生一个几乎对称的传输分布，这是取消周围的腔模式，一个额外的腔修改此配置文件强烈，并在一个不对称的形状特征在于振荡的结果。在这两种情况下，我们在计算中考虑了电子-声子相互作用，并分析了它们对费米能附近的传输函数的影响。知识的能量依赖的传输函数允许热电传输系数的数值计算，包括热功率。在存在第二个沟道外腔的情况下，热电势的符号取决于该腔能级相对于费米能的相对位置：当费米能级附近的低能电子不被传输时，热电势为正，当高能电子不被传输时，热电势为负。
2013-04-11 cond-mat.mes-hall
Thermoelectric transport of mesoscopic conductors coupled to voltage and thermal probes
我们调查的相位相干导体的热电势（塞贝克系数）的退相和非弹性过程的影响下的基本属性。通过系统的传输是由施加在两个端子之间的偏压或热梯度引起的。非弹性散射建模与援助的一个额外的探头作为一个理想的电位计和温度计。我们发现，非弹性散射降低了导体的热电势，更出乎意料的是，产生磁场的不对称性的塞贝克系数。后一种效应被证明是索末菲展开中的高阶效应。我们讨论我们的结果使用两个说明性的例子。首先，我们考虑一个通用的介观系统内描述的随机矩阵理论和证明，热功率波动消失迅速探测模式的数量增加。第二，在弹道微结的量子极限中明确地计算了不对称性。我们发现，非对称散射强烈增强的效果，并讨论了其依赖于温度和费米能量。
2011-11-16 cond-mat.mes-hall
Dynamic thermoelectric and heat transport in mesoscopic capacitors
我们讨论了介观电容器中电荷和热输运对振荡电压和温度漂移的低频响应。我们得到在散射理论通用表达式的量子导纳高达第二阶的交流频率方面的电，热电和热电容和弛豫电阻。值得注意的是，我们发现，热电流可以导致或滞后于所施加的温度取决于施加到量子$RC$电路的栅极电压。此外，交叉项的弛豫电阻与纯电或热的情况相反，变得非普适。
2013-11-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech
Tomography of near-field radiative heat exchange between mesoscopic bodies immersed in a thermal bath
本文基于涨落电动力学和离散偶极近似，对热浴中介观物体与基底的近场辐射热交换进行层析研究，揭示多体相互作用及功率分布与本征模的关联，为深亚波长热点靶向的形状优化提供新途径。
2024-03-15 cond-mat.mes-hall
Mesoscopic Aharonov-Bohm Interferometers:Decoherence and Thermoelectric Transport
分析了介观Aharonov-Bohm（A-B）电子干涉仪的两个重要特性：与其他自由度耦合引起的退相干和电荷与热量的耦合输运。本文首先回顾了电子干扰的退相干原理。然后，我们分析了热电输运在一个环线程这样的通量，与分子桥上的一个手臂。载流子还可以与分子振动非弹性地相互作用。这个纳米系统连接到三个终端;其中两个是电和热的，保持在稍微不同的化学势和温度，第三个是纯粹的热。例如，声子浴使分子振动热化。当该第三端子保持在与电子库的温度不同的温度下时，通常在电子库之间产生电流和热流。同样，电子端子之间的电压和/或温度差导致热端子和电子端子之间的热流。这些转换（由于电子和振动之间的能量交换）和它们的依赖关系的传输系数进行了分析。最后讨论了这些非弹性事件引起的退相干。
2013-06-07 cond-mat.mes-hall
Controlling a mesoscopic spin environment by quantum bit manipulation
我们提出了一个统一的描述冷却和操纵的介观浴核自旋通过耦合到一个单一的量子系统的电子自旋（量子比特）。我们表明，浴冷却的量子位迅速饱和。虽然所产生的自旋浴饱和态（“暗态”）通常具有较低的偏振度和纯度，但它们的对称性使它们成为量子比特相干操纵的宝贵资源。具体来说，我们证明了核系综的暗态可以用于相干控制系统浴相互作用，并提供一个强大的，长寿命的量子存储器的量子比特状态。
2003-08-22 cond-mat.mes-hall
Thermoelectric three-terminal hopping transport through one-dimensional nanosystems
一个双位纳米结构（例如，一个“分子”）桥接两个导电引线和连接到声子浴被认为是。最接近费米能的两个相关能级各自与其引线相连。引线具有略微不同的温度和化学势，并且纳米结构还耦合到热（第三）声子浴。评估了3 X 3线性传输（“Onsager”）矩阵，以及随之而来的新的品质因数，并且发现其非常有利于热电能量转换。
2012-01-22 cond-mat.mes-hall
Coherent Thermoelectric Effects in Mesoscopic Andreev Interferometers
我们调查热电输运通过Andreev干涉仪。结果表明，随着两个超导接触之间的相位差$ϕ$的增大，热电导和电荷电导的比值呈现出较大的振荡，并且只有当相位差为$ϕ=π$时，Wiedemann-Franz定律才成立.此外，当到达超导触点的停留时间不对称时，还会出现大的平均热电势。在这种情况下，热电势在$ϕ$中是奇数。相比之下，当到达任一超导接触的平均时间相同时，平均热电势为零，然而介观效应（类似于普遍的电导波动）导致系统地甚至在$ϕ$中的样品依赖的热电势。
2009-10-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con nlin.CD
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
Three terminal vibron coupled hybrid quantum dot thermoelectric refrigeration
提出并分析了一种基于振动耦合量子点、两个电子库和一个声子池的三端纳米制冷概念。在研究电子-声子相互作用的重要作用时，我们表明，尽管众所周知它们从一般制冷的角度来看是有害的，但可以设计成有利地改善冷却功率（CP）和性能系数（COP）之间的权衡。此外，可以通过施加高电子热偏置来促进权衡的额外改进。然而，热偏置的允许最大值受到电子-声子耦合的强烈限制，反过来又决定了冷却体的最低可实现温度。它进一步表明，这种相互作用驱动点和浴之间的声子流的方向和幅度取决于点和浴之间的温差。为了证明其在优化峰值CP和COP的影响，我们表明，弱耦合浴是优选的，当声子放松通过它和强耦合是合适的，在相反的情况下，当声子从浴中提取。最后，在研究电子耦合的不对称性的影响，我们表明，一个更强的耦合是有利的接触，其温度更接近浴。结合这些方面，我们相信本研究可以为分子和量子点热电制冷器的可能实现提供重要的指导。
2020-10-01 cond-mat.mes-hall
Unconventional four-terminal thermoelectric transport due to inelastic transport: cooling by transverse current, transverse thermoelectric effect and Maxwell demon
我们表明，在介观四端热电器件的两个电极（源极和漏极）和两个热浴，非弹性散射过程可以导致非常规的热电输运。源极（或漏极）可以通过在两个热浴之间传递热流来冷却，而在热浴和电极之间没有净热交换。这种效应被称为热流冷却，是一种介观热拖曳效应。此外，存在横向热电效应，其中电流和功率可以通过横向温度偏置（即，两个热浴之间的温度偏差）。这种横向热电效应，起源于非弹性散射过程，可能具有改善的品质因数和功率因数的优点，由于空间分离的电荷和热传输。我们研究的Onsager电流亲和关系，线性响应的传输特性，和横向热电优值的四端热电器件的各种系统参数。此外，我们还研究了在线性和非线性输运状态下横向电流效应的冷却效率和功率。我们还表明，通过利用量子点四端系统中的非弹性输运，一种类型的麦克斯韦恶魔可以实现使用非平衡热浴。
2020-08-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech
Restoring Coherence Lost to a Slow Interacting Mesoscopic Bath
对于一个两态量子物体与一个慢的介观相互作用自旋浴的相互作用，我们表明，浴动力学的多体解条件下的量子物体的状态导致一个有效的控制方案，以恢复丢失的量子物体的相干性，通过退纠缠。我们用半导体量子点中的一个电子自旋在许多相互作用的核自旋浴中的实际问题来证明这个理论。自旋语言很容易推广到与相互作用的多能级量子单元浴接触的量子物体，但需要注意的是，它是介观的，与量子物体相比，它的动力学速度很慢。
2006-09-13 cond-mat.mes-hall quant-ph
Energy cooperation in quantum thermoelectric systems with multiple electric currents
研究了具有多个电流和一个热流的量子热电系统的能量效率和功率。该系统用一个端子连接到热浴槽，但用多个端子连接到冷浴槽或用另一个端子连接。我们发现，合作效应可以是一个潜在的有用的工具，在提高能源效率和输出功率的多端介观热电系统。作为一个例子，我们表明，在三端热电系统中的两个热电效应之间的合作，导致显着改善性能的热机的线性响应范围内使用Landauer-Bütiker形式主义。这种改进也出现在具有三个输出电流的四端热电热机中。在这些多端热电系统中的协同效应可以显着扩大的物理参数区域，具有高效率和功率。对于制冷，我们发现，能源效率也可以大大提高，如果多终端配置被认为是一个有用的计划，对电子冷却。我们的研究表明，合作效应是一种方便的方法，在多终端介观系统的高性能热电能量转换。
2019-11-26 cond-mat.mes-hall
Thermoelectric study of dissipative quantum dot heat engines
本文研究了基于Anderson-Holstein模型的耗散量子点热机在两个相关工作极限下的热电响应：（i）当量子点声子模不平衡时，（ii）当量子点声子模与热浴强耦合时。在第一种情况下，详细分析了与量子点能级量子化、原位库仑相互作用和电子-声子耦合之间的相互作用对热电性能的影响相关的物理过程，揭示了n型热机比p型热机的性能更好。在第二种情况下，借助通过引入{ \it{thermometer bath} }估计的点温度，示出了随着电子-声子相互作用变得更强，点温度偏离浴温度。因此，它表明，点的温度控制的声子热流的方向，从而影响热电性能。最后，在不同的声子耦合点和所有其他宏观机构的最大效率的条件进行了分析，以揭示最佳结的性质。
2016-10-07 cond-mat.mes-hall
Giant mesoscopic fluctuations of the elastic cotunneling thermopower of a single-electron transistor
本文研究了通过隧道结与两个电极弱耦合的小金属岛的热电输运。在库仑阻塞制度，在系统的基态对应于岛上的偶数个电子的情况下，在最低温度下的电子输运的主要机制是弹性共隧穿。在这种情况下，输运系数强烈依赖于实现的随机杂质势或岛的形状。利用随机矩阵理论，我们计算了热电势和热电动力学系数，并研究了它们在弹性共隧穿区的介观涨落统计。热电势的波动比平均值大得多。
2015-03-12 cond-mat.mes-hall
Controlling the quantum dynamics of a mesoscopic spin bath in diamond
理解和减轻退相干是量子科学和技术的关键挑战。固态纺丝系统退相干的主要来源是不受控的纺丝浴环境。在这里，我们展示了在室温下金刚石中的介观自旋浴的量子控制，该自旋浴由取代氮杂质的电子自旋组成。使用单个氮空位（NV）中心电子自旋作为磁场传感器探测所得的自旋浴动力学。我们利用旋转浴控制来动态地抑制由旋转浴引起的NV自旋的退相。此外，通过结合自旋浴控制与动力学解耦，我们直接测量的相干性和时间相关的不同组的浴自旋。这些结果为退相干的基础研究开辟了一个新的领域，并为基于自旋的磁学和量子信息处理提供了新的途径。
2012-05-16 cond-mat.mes-hall quant-ph
Thermodynamics of the mesoscopic thermoelectric heat engine beyond the linear-response regime
介观热电热机作为一种能够高效利用传统热机无法利用的废热的装置而备受期待。然而，该发动机中热流的推导似乎要么不通用，要么描述得过于简单，甚至在某些情况下是不合适的。在本文中，我们给出了一个明确的推导出的热流的发动机与适当的假设超出了线性响应制度。它解决了在线性响应区域中热流定义的混乱。在验证了我们可以构造与循环热机相同的形式之后，我们发现了Landauer-Büttiker形式中的两个有趣的结果：介观热电热机的效率达到卡诺效率当且仅当传输概率在特定能量处是有限的，否则为零;传输概率的么正性保证了热力学第二定律，从而使Benenti等人的理论失效。的论点，在线性响应制度，人们可以获得有限的权力与卡诺效率下的时间反演对称性破缺。这些结果说明了量子力学如何约束热力学。
2015-11-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech quant-ph
A brief review of thermal transport in mesoscopic systems from nonequilibrium Green's function approach
随着纳米级电子器件集成度和功率密度的迅速提高，涉及热量产生和能量收集的热管理变得非常重要。由于声子是半导体中的主要热载体，介观系统中声子引起的热输运引起了人们的广泛关注。在量子输运研究中，非平衡格林函数（NEGF）方法是一个通用的和强大的工具，已经发展了几十年。本文将从两个方面讨论NEGF方法在热输运理论研究中的应用。在声子输运方面，简要介绍了声子NEGF方法，讨论了它在一维原子链、多端系统和瞬态声子输运等介观系统热输运中的应用。在热电输运方面，讨论了温度梯度对电荷自由度、自旋自由度和谷值自由度的影响。在基于NEGF方法的分区方案中，还给出了瞬态区域中随时间变化的热电行为。
2021-02-26 cond-mat.mes-hall
Heating Dynamics of Mesoscopic Electron Baths at High Magnetic Field
Université Paris-Saclay（巴黎萨克雷大学）；CNRS（法国国家科学研究中心）；Centre de Nanosciences et de Nanotechnologies（纳米科学与纳米技术研究中心）；University of British Columbia（不列颠哥伦比亚大学）
研究强磁场下介观电子浴的加热过程，揭示了两步热化机制，通过电子-声子-核自旋间的热流平衡，为纳米器件的热工程提供新视角。
2026-04-14 cond-mat.mes-hall
Magnetic-field asymmetry of nonlinear thermoelectric and heat transport
非线性输运系数一般不服从互易关系。我们在这里讨论的磁场不对称性，出现在热电和热输运介观系统。基于弱非线性输运的散射理论，我们分析了屏蔽势对电压或温度变化的响应的主导阶对称性参数。我们将我们的一般结果应用到量子霍尔反点系统。有趣的是，我们发现，某些对称性参数显示出依赖于测量配置。
2013-10-21 cond-mat.mes-hall
Optimal quantum interference thermoelectric heat engine with edge states
我们从理论上表明，热电热机，完全由于量子力学干涉操作，可以达到最佳的线性响应性能。提出了一种接近最优的热机的手征边缘态实现方案，在电子马赫-曾德尔干涉仪中，一个介观电容耦合到一个臂上，我们证明了最大功率和相应的效率分别可以达到理论最大值的90%和83%.所提出的热机可以实现与现有的实验技术，并具有稳健的性能，对中度失相。
2017-06-23 cond-mat.mes-hall
Scattering theory of thermal and bipolar thermoelectric diodes
本文通过散射理论揭示介观导体中非弹性散射与屏蔽两种电子-电子相互作用机制如何在无反演对称性下诱导热整流与热电整流，并提出共振隧穿结构实现电流方向不随温差符号改变的双极热电二极管。
2025-05-08 cond-mat.mes-hall
Scattering theory of nonlinear thermoelectric transport
我们研究了量子导体在电驱动力和热驱动力作用下的非线性输运性质。在散射方法中，我们确定了一个通用的介观系统的非平衡屏蔽势，并发现它的响应是由粒子和熵的注入性，描述了在运输过程中的电荷和熵转移。我们举例说明我们的模型分析共振隧穿势垒的电压和热整流。重要的是，我们讨论的相互作用引起的贡献的热电势存在较大的温差。
2013-01-15 cond-mat.mes-hall
Stochastic Thermodynamic Cycles of a Mesoscopic Thermoelectric Engine
分析了一个稳态热电发动机，其工作物质由两个电容耦合量子点组成。一个点隧道耦合到用作热源的热储层，另一个点隧道耦合到两个处于较冷温度的电偏置储层，使得在对抗偏置的稳态电流的形式下提取功。在这种稳态发动机自主动力学的单个实现中，可以识别4冲程循环。这些周期是完全随机的，与表现出自振荡的机械自主发动机相反。特别是，这些周期在方向和持续时间上波动，并与其他虚假周期竞争。使用随机热力学方法，我们量化的周期波动，并将它们与在个别周期产生的熵。我们确定了主要影响发动机性能的循环，并使用图论工具量化其统计数据。我们表明，这样的随机周期是可能的，因为工作提取机制本身是随机的，而不是周期性的时间依赖性的工作物质的哈密顿量，可以在传统的机械发动机。我们的调查带来了新的观点循环和稳态发动机之间的连接。
2021-02-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech quant-ph
Three-terminal thermoelectric transport through a molecule placed on an Aharonov-Bohm ring
分析了通过Aharonov-Bohm通量穿过的环的热电输运，其中一个臂上具有分子桥。传输电子也与该分子的振动激发相互作用。这个纳米系统连接到三个终端：两个是电子库，提供传输电子，第三个是声子浴，使分子振动热化。传输系数的表达式，涉及所有的电荷和热流的温度和化学电势差之间的终端，推导出二阶的电子振动耦合。在线性响应下，所有这些系数都服从完整的Onsager-Casimir关系。当声子浴保持在与电子库的温度不同的温度下时，在分子振动和传输电子之间交换的热流可以转换成电流和/或热电子流。相关的输运系数，只存在于电子振动耦合，改变符号的电子终端之间的互换和磁通量的符号变化。它也表明，Aharonov-Bohm通量可以提高这种类型的转换。
2011-11-24 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
High-Efficiency Thermoelectric Transport in Aharonov-Bohm-Casher Rings
本研究探讨了基于Aharonov-Bohm环的量子热机，引入Rashba自旋轨道相互作用，发现其能增强品质因数ZT，为高效热电器件制造提供新思路。
2025-10-27 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
Mesoscopic Thermovoltage Measurement Design
在介观制度的定量热电测量需要准确的温度，热电压和设备的能量尺度的知识。我们考虑了有限负载电阻对InAs/InP异质结构纳米线热电压测量的影响。负载电阻和交流衰减使测量的热电压失真，因此使器件性能的评估复杂化。了解这些影响有助于改进实验设计和数据解释。
2011-09-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Electron and phonon drag in thermoelectric transport through coherent molecular conductors
本文用非平衡格林函数方法研究了双电子、双声子共格分子导体的热电输运。我们专注于电子和声子之间的相互阻力运输作为“动量”转移的结果，这只发生在至少有两个声子自由度。在推导出线性阻力系数的表达式后，服从Onsager关系，我们进一步研究了它们对非平衡输运的影响。结果表明，拖曳效应与另外两种现象密切相关：（1）通过相干导体的绝热电荷泵;（2）电流诱导的非保守有效磁力对声子的作用。
2016-01-24 cond-mat.mes-hall
Noise thermometry applied to thermoelectric measurements in InAs nanowires
我们采用噪声测温法研究了4.2K水浴温度下单根InAs纳米线的电荷输运和热电输运。散粒噪声测量确定弹性扩散运输在我们的纳米线与可忽略的电子-声子相互作用。这使我们能够建立一个测量的扩散热电势。与以前的方法不同，我们利用一个主要的电子噪声测温校准整个NW的热偏置。特别是，这使得我们能够应用接触加热方案，与传统的基板加热相比，该方案在产生热偏置方面更加有效。测得的热电塞贝克系数表现出强烈的介观波动依赖于用于调谐NW载流子密度的背栅电压。我们分析的运输和热电数据的近似莫特的热电势关系，并评估一个门电压费米能量转换因子。
2016-02-29 cond-mat.mes-hall
Measurement of back-action from electron spins in a gate defined GaAs double quantum dot coupled to a mesoscopic nuclear spin bath
量子系统与环境相互作用产生的退相干是理解量子和经典世界之间的过渡以及量子技术应用中的性能限制的关键概念。大型弱耦合环境的效应通常被描述为经典的波动场，其动力学不受量子比特的影响，而完全量子描述仍然意味着量子比特对环境的一些反作用。在这里，我们显示了直接的实验证据，这种反作用的电子自旋量子位在GaAs量子点耦合到介观环境的顺序$10^6$核自旋。通过相关测量技术，我们检测到一个单一的量子位的环境相互作用，其持续时间是可比的量子位的相干时间，即使在这样一个大的系统的反作用。我们反复让量子位与自旋浴相互作用并测量其状态。在这样的周期之间，量子比特被重新初始化为不同的状态。测量结果的相关性受到中间量子比特态的强烈影响，这揭示了单个电子自旋对核自旋的作用。
2020-07-26 cond-mat.mes-hall quant-ph
Existence of an Independent Phonon Bath in a Quantum Device
在低温下，衬底上的金属薄膜中的声学声子的热波长可以大大超过膜厚度。因此，通常认为在低温下操作的介观器件不携带单独的声子群。在这项工作中，我们提供了直接的实验证据的热去耦的声子在介观量子器件从其衬底声子热浴在亚开尔文温度。一个简单的热平衡模型，假设一个独立的声子浴以下通常的电子-声子和Kapitza耦合定律可以解释所有的实验观察。
2014-03-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Experimental verification of reciprocity relations in quantum thermoelectric transport
对称关系是基本原理的体现，是现代物理学的基石。一个例子是连接热力学通量和力的系数之间的昂萨格关系，中央运输理论和实验。这些互易关系最初是为经典系统而制定的，在量子导体中也得到了满足。令人惊讶的是，新的关系已被预测专门用于热电传输。然而，尽管这些热电互易关系迄今尚未得到验证，但它们已被预测为对非弹性散射敏感，总是存在于有限温度下。这些关系在实践中是否存在的问题对热电性很重要：尽管它们的存在可以简化复杂热电材料的理论，但它们的缺失已被证明在原则上能够实现给定材料质量的更高的热电能量转换效率。在这里，我们通过实验验证了四端介观器件中的热电互易关系，其中每个端子都可以单独进行电偏置和热偏置。在同时反转磁场和交换注入和发射接触的情况下，线性响应热电系数是对称的。有趣的是，我们还观察到的互易关系的故障作为增加热偏压的函数。因此，我们的测量清楚地建立了热电互易关系的存在，以及控制其击穿以提高热电性能的可能性
2014-10-27 cond-mat.mes-hall
Mesoscopic Spin-Boson Models of Trapped Ions
库仑晶体中的囚禁离子为我们提供了研究玻色子浴中单自旋耦合物理的基本元素。在这项工作中，我们表明，光学力使我们能够实现各种自旋玻色子模型，这取决于晶体的几何形状和激光配置。我们详细研究了欧姆的情况下，它可以通过照射一个单一的离子与行波来实现。声子池的介观特性在囚禁离子诱导新的效果，如在自旋演化的量子复兴的外观。
2007-10-28 cond-mat.mes-hall quant-ph
Tunnel-rate controlled local heat distribution in mesoscopic circuits
Indian Institute of Science Education and Research Thiruvananthapuram（印度科学教育研究所特里凡得琅分校）；CNR-Consiglio Nazionale Delle Ricerche, Istituto Officina Dei Materiali（意大利国家研究委员会材料研究所）
研究介观电路中热驱动电输运，利用量子点离散能谱和可调隧穿速率控制热流，实现对热电电流的精确控制，维持量子点两端温差，引入新方法测温度差，展示可调隧穿势垒用于局部热控制及对量子冰箱的潜在意义。
2026-07-09 cond-mat.mes-hall
Quantum thermodynamics with fast driving and strong coupling via the mesoscopic leads approach
本研究推广了介观导线方法，使其能处理系统哈密顿量中任意时间依赖性，从而研究快速驱动和强耦合下的量子热力学，并展示了该方法在复现已知结果及诱导热整流方面的能力。
2024-08-27 cond-mat.mes-hall quant-ph
Nanowires: A route to efficient thermoelectric devices
电子器件的小型化旨在制造更小的产品，从介观尺寸到纳米尺寸。这一趋势具有挑战性，因为耗散功率水平的增加要求更好地了解小体积中的热传输。大量消耗的能量转化为热量并消散到环境中。热电材料提供了利用耗散能量的可能性，并使设备的能耗降低。热电转换需要具有强烈抑制的热导率但仍具有高电子传导的材料。纳米线可以很好地满足这两个要求，因为在表面和缺陷处增强的声子散射降低了晶格热导率，而电导率没有劣化，从而导致整体显着的热电效率。因此，纳米线被认为是在纳米尺度上获得有价值的热电材料的一种有前途的途径。在本文中，我们提出了一个概述的关键实验和理论结果的热电性能的纳米线。本文综述了提高纳米线效率的物理机制。声子散射在表面和界面，增强功率因数的量子效应和拓扑保护的电子状态，以防止在纳米线的电导率下降进行了深入的讨论。
2019-06-03 cond-mat.mes-hall
Transport Determines Spectral Distance in Mesoscopic Thermodynamics
Université libre de Bruxelles (ULB)（布鲁塞尔自由大学）；International Solvay Institutes for Physics and Chemistry（国际索尔维物理化学研究所）
该研究在介观正则模型中，从正埃尔米特输运张量推导热力学态间的谱距离，发现输运耦合决定度量各向异性，且无需独立度量或物理自旋变量。
2026-11-03 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
Interference induced thermoelectric switching and heat rectification in quantum Hall junctions
干涉是量子物理在低维系统中最引人注目的表现之一。尽管量子干涉在电荷传输中的证据已经知道了很长一段时间，但直到最近才报道了干涉引起的热性质的签名，为介观器件中的热的相位相干操纵铺平了道路。在这项工作中，我们表明，反常的热电性能和有效的热整流可以通过利用量子霍尔系统的相位相干边缘状态。通过考虑具有多个量子点接触的隧穿几何形状，我们证明了干涉路径有效地打破了电子-空穴对称性，允许热电电荷电流从热到冷或反之亦然，这取决于隧道结的细节。相应地，干扰引起的热流的预测，我们能够解释这些结果的一个直观的物理图像。此外，我们表明，热整流可以实现通过耦合两个量子霍尔系统具有不同的填充因子，这种效果可以通过利用隧道结的干涉特性来增强。
2015-07-24 cond-mat.mes-hall
Seebeck effect at the atomic scale
在给定温度偏置的情况下，通过跟踪热电压，已经前所未有地检测到表面处的电子波函数的原子变化和缺陷附近的电子散射[Cho等人，自然之母。12，913（2013）]。由于热电效应或塞贝克效应与热诱导电子扩散有关，因此热电信号与原子尺度波函数的关系以及温度在这种长度尺度下的作用仍然非常不清楚。在这里，我们表明，相干电子和热传输通过点状接触产生的原子塞贝克效应，这是由介观塞贝克系数乘以在界面处的有效温度下降。介观Seebeck系数近似正比于费米能级处局域态密度的能量对数导数。我们推断，在针尖样品结的有效温度下降可以在亚埃尺度上变化，取决于原子与原子之间的相互作用在界面上。提出了一种基于计算机的热电图像模拟方法，并通过对比实验和热电图像模拟，识别出石墨烯中的一个点缺陷。
2014-04-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Imaging the Ettingshausen effect and cryogenic thermoelectric cooling in a van der Waals semimetal
该研究开发纳米级低温磁热电成像技术，在WTe₂外尔半金属薄片中实现液氦温区的超高埃廷斯豪森效应与绝对冷却，揭示冷却非单调特性及调控机制，为范德华器件的集成微冷却和温度调控提供新途径。
2023-12-10 cond-mat.mes-hall
Control of electron spin decoherence caused by electron-nuclear spin dynamics in a quantum dot
通过求解耦合量子动力学方程，研究了InAs量子点中多个相互作用核自旋的介观浴对电子自旋退相干的控制。由于核自旋浴的分叉演化是基于电子自旋的上升或下降状态，因此它测量了电子自旋的哪个状态信息，从而降低了它的相干性。用对关联近似求解了核自旋池的多体动力学。在相应的时间尺度上，核的成对触发器，作为介观浴中的元激发，可以映射到非相互作用的赝自旋的进动。这种映射为理解退相干和设计控制方案提供了几何图像。仔细检查核浴动力学揭示了丰富的现象和控制电子自旋退相干的新的可能性。例如，当电子自旋在$τ$处被$π$ -脉冲翻转时，其相干性将在$\sqrt{2}τ$处部分恢复，这是从介观浴中量子解纠缠的结果。与常规自旋回波对非均匀展宽相位的重新聚焦不同，通过控制量子对象，通过引导浴态的量子演化来实现解纠缠。一个级联的脉冲序列的建设可以消除退相干与任意精度，与核-核自旋相互作用强度作为控制小参数。
2007-03-27 cond-mat.mes-hall quant-ph
Proximity effect thermometer for local temperature measurements on mesoscopic samples
利用超导体附近正常金属线的强温度依赖电阻，我们已经能够测量在低温下由金属线中流动的直流电流加热到几十毫开尔文的电子的局部温度。通过将两个这样的温度计放置在样品的不同部分，我们已经能够测量由直流电流在样品中流动引起的温度差。这种技术可以提供一种灵活的手段，使定量的热和热电测量介观金属样品。
2001-05-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Giant thermoelectric effects in a proximity-coupled superconductor-ferromagnet device
在超导异质结中，由于自旋分裂和自旋过滤的同时作用，通常可以忽略不计的热电效应可以被显著地增强。建立在我们早期工作的想法[物理。$\textbf{110}$，047002（2013）]，我们提出了现实的介观设置来观察具有铁磁界面或端子的超导体异质结构中的热电效应。我们专注于塞贝克效应是一个直接的测量的本地热电响应，并发现，热功率的顺序为$\sim200$ $μV/K$可以实现在一个晶体管的结构，其中第三个终端允许漏的热电流。热电势的测量可以进一步用于定量地确定引起自旋分裂的自旋相关的界面参数。对于纳米级冷却的应用，我们讨论了品质因数，我们发现温度$\lesssim 1$ K的巨大值超过1。
2014-02-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Entanglement generation via a completely mixed nuclear spin bath
我们发现，量子比特通过海森堡相互作用顺序耦合到一个介观静态完全混合的自旋浴可以成为高度纠缠。简单的协议产生的多体纠缠（Greenberger-Horne-Zeilinger-）状态。我们展示了通过电子与核自旋的超精细相互作用在量子点中实验实现的可行性。
2008-09-13 cond-mat.mes-hall quant-ph
Entropy production in the mesoscopic-leads formulation of quantum thermodynamics
本文提出利用介观导线方法构建马尔可夫嵌入，研究强耦合开放量子系统的熵产生，证明了热不动点的存在，并恢复了瞬态区域熵产生的微观定义及可计算的修正。
2024-08-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech quant-ph
The effect of dephasing on thermoelectric efficiency of molecular junctions
在这项工作中，我们报告的热环境对分子结的热电效率的影响的理论分析结果。环境由与保持在不同温度下的电极相关联的两个热声子浴表示。进行分析，使用Buttiker模型内的散射矩阵形式主义计算电子传输通过系统。进一步发展了这种方法，使退相参数用包括热能、分子桥与电极间耦合强度和电子-声子相互作用特征能在内的相关能量来表示。它示出，后者显着影响热电效率通过所考虑的系统破坏的电子输运的相干性。
2014-06-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Thermoelectric processes of quantum normal-superconductor interfaces
本文综述了量子正常-超导界面中由维度决定的热电响应机制，涵盖热-电转换、冷却与热输运，并突出热电效应对混合器件物理性质的揭示作用。
2025-09-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con quant-ph
Theory of non-equilibrium thermoelectric effects in nanoscale junctions
尽管其固有的非平衡起源，热电在纳米系统中通常被描述在静态散射的方法，忽略了动态相互作用与热浴，保持能量流。使用理论的开放量子系统，我们表明，而不是意想不到的属性，如共振结构和大的符号灵敏度，出现如果考虑这个问题的非平衡性质。我们的方法还允许我们定义和研究局部温度，根据后者与电极的耦合，该局部温度显示沿着系统的热点和振荡。这表明傅立叶定律--统计力学的一个范例--在纳米尺度上被违反了。
2008-07-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Thermoelectric transport and Peltier cooling of cold atomic gases
这篇简短的评论介绍了冷原子介观物理学的新兴领域，重点是热和“热电”输运，即粒子和熵的耦合输运。我们特别回顾了理论预测和实验观察到的热电效应在这样的系统之间的比较。我们还展示了如何结合精心设计的传输特性和蒸发冷却导致等效的珀尔帖效应与冷原子，这可以被用来作为一个新的冷却程序，提高冷却功率和效率相比，目前使用的蒸发冷却原子气体。这可能会导致新一代的实验，探测超冷费米子原子在低温下的强相关效应。
2016-07-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas quant-ph
Thermal conductance of zero modes on the surface boundary of a Weyl semimetal
Dirac材料的热电导，特别是零模的热电导揭示了拓扑结构的影响，边界在z = 0的Weyl半金属产生手征零模，而无背散射，对热导率有显著贡献。通过用顺磁性杂质掺杂表面，允许反向散射，并且通过传输函数|t| ^{2} < 1的减小来控制热导率。我们在样品的边缘附加了一个热库，并研究了热传导和电导率。对于弹道和介观情况，量子涨落引起的热和电介电常数的振荡。热电电导随偏压周期性变化。我们比较了有和没有杂质散射的热导，并观察拓扑结构的影响。提出了一个实验装置来测试这一理论。1狄拉克材料的热电导，特别是零模的热电导，揭示了拓扑结构的影响，边界在z = 0的Weyl半金属产生手征零模，没有背散射，对热导率有显著贡献。通过用顺磁性杂质掺杂表面，允许反向散射，并且通过传输函数|t| ^{2} < 1的减小来控制热导率。我们在样品的边缘附加了一个热库，并研究了热传导和电导率。对于弹道和介观情况，量子涨落引起的热和电介电常数的振荡。热电电导随偏压周期性变化。我们比较了有和没有杂质散射的热导，并观察拓扑结构的影响。提出了一个实验装置来测试这一理论。
2018-06-08 cond-mat.mes-hall
Anomalous mesoscopic kinetics in disordered superconductors
我们研究了超导转变开始时的反常介观输运效应，重点是在无序薄膜中观察到的大能斯特-埃廷豪森信号。在相变附近，由于预形成的库珀对的Ginzburg-Landau相干长度发散，短程介观涨落等价于临界温度的局域涨落。结果，对传播的动力学磁化率函数获得一个奇异的介观分量，因此，超导关联引起增强的热力学和输运特性的介观涨落。与无序的正常金属相反，介观电导率波动的均方根值不再是普遍的，并且显示出对维度、温度的强烈依赖性，并且在某些条件下可以超过其量子正常状态值的很大一部分。有趣的是，我们发现不同的普遍性，磁化率，电导率和横向磁热势系数都显示出相同的温度依赖性。最后，我们讨论了增强介观效应的塞贝克热电性和霍尔电导率波动介导的紧急超导。
2019-05-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
