Transport between metals and magnetic insulators
我们推导了由温度差、自旋积累或磁场驱动的通过铁磁绝缘体和正常金属界面的涨落介导的自旋共线输运的Onsager响应矩阵。我们预测了磁振子压缩自旋流、磁振子冷却（磁振子Peltier效应）、温度诱导磁化（热磁场）以及普适自旋Seebeck/Peltier系数。
2015-08-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Thermomagnonic spin transfer and Peltier effects in insulating magnets
我们研究了具有磁纹理的铁磁体中的耦合磁振子能量输运和集体磁化动力学。通过建立一个基于不可逆热力学的唯象理论，我们用热梯度描述了磁畴壁的运动，用磁化动力学描述了热流的产生。从微观描述的基础上的磁振子动力学，我们估计的输运系数和分析的可行性，能源相关的应用在绝缘铁磁体，如钇铁石榴石和氧化铕。
2012-02-22 cond-mat.mes-hall
Persistent versus dissipative Peltier effect in a topological quantum thermocouple
本文研究了Aharonov-Bohm效应对三端量子器件热电性质的影响，发现其能在名义上系数为零的器件中产生巨大热电响应，并通过区分持续电流与耗散电流解决了持续Peltier制冷引发的热力学悖论。
2024-10-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech
Nonlinear heat transport in mesoscopic conductors: Rectification, Peltier effect and Wiedemann-Franz law
我们利用传输的散射理论研究介观导体的非线性热性质。我们的方法是基于在电气和热驱动力的领先的顺序扩展。在线性响应之外，传输系数是由于相互作用而在系统中建立的非平衡屏蔽势的函数。在平均场近似下，我们自洽地计算了两端附着量子点的热整流性质。我们讨论了非线性贡献的珀尔帖效应，并发现偏离的Wiedemann-Franz法的非线性制度的运输。
2013-02-22 cond-mat.mes-hall
Observation of the spin Peltier effect
本文报道了在铁磁绝缘体钇铁石榴石（YIG）中观察到的自旋Peltier效应（SPE），即自旋电流流过铂（Pt）时产生的热流。|YIG接口。这种效应可以用自旋力矩来解释，自旋力矩将Pt中的自旋电流转变为YIG中的磁振子电流。通过磁振子-声子相互作用，磁波动调制声子温度，该声子温度由靠近界面的热电堆检测到。通过有限元模拟，我们验证了自旋Peltier和自旋Seebeck效应之间的相互作用。在YIG中观察到的热磁振子和声子之间的强耦合对于纳米级冷却技术是有吸引力的。
2013-11-19 cond-mat.mes-hall
Spin Peltier effect in graphene
Institute for Solid State Physics, University of Tokyo（东京大学固体物理研究所）；Kavli Institute for Theoretical Sciences, University of Chinese Academy of Sciences（中国科学院大学理论科学研究所）；Waseda Institute for Advanced Study, Waseda University（早稻田大学高等研究院）；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）；Advanced Science Research Center, Japan Atomic Energy Agency（日本原子能研究开发机构先进科学研究中心）；RIKEN Center for Emergent Matter Science (CEMS)（理化学研究所新兴物质科学研究中心）
本文研究了石墨烯与铁磁绝缘体异质结构中的反磁效应，通过微观形式主义分析了石墨烯中的自旋积累如何导致结处的温度差，并展示了外部磁场下石墨烯电子能级量子化对自旋翻转散射通道的影响，揭示了自旋驱动热效应的理论框架。
2026-05-20 cond-mat.mes-hall
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
Seebeck power generation and Peltier cooling in a Normal metal-quantum dot-superconductor nanodevice
本文理论研究了正常金属-量子点-超导体纳米器件中的热电效应，发现其最优热电转换效率可达卡诺效率的58%，并展示了可优化的珀尔帖制冷效应，为低温微型混合器件设计提供依据。
2023-09-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Spatially Resolved Thermoelectric Effects in Operando Semiconductor-Metal Nanowire Heterostructures
利用扫描热显微镜研究了铝纳米线连接的纳米级锗片的热电性能。168 nm长的锗段具有与铝丝原子级尖锐的界面，并被Al $_2$ O $_3$壳包围。沿着自加热纳米线的温度分布测量作为所施加的电流的函数，焦耳和珀耳帖效应。开发的分析是能够提取的热和热电性能，包括热导率，热边界电阻的基板和珀尔帖系数从一个单一的测量。我们的研究证明了对自热设备和结构周围的温度进行定量测量的潜力，一直到热载体的散射长度。
2020-06-28 cond-mat.mes-hall physics.app-ph
Geometrically Enhanced Thermoelectric Effects in Graphene Nanoconstrictions
纳米结构和量子限制对材料热电性能的影响已被广泛研究。虽然这可能在可实现的品质因数方面取得多项突破，但经典限制及其对局部塞贝克系数的影响大多被忽略，因为由于局部测量小温度梯度的复杂性，珀尔帖效应一般也被忽略。在这里，我们报告说，减少石墨烯通道的宽度为100纳米的变化塞贝克系数的数量级。使用扫描热显微镜使我们能够探测电接触石墨烯双端器件的局部温度或局部加热样品。我们发现，在单层和双层石墨烯的收缩促进空间相关的梯度塞贝克和珀耳帖系数，证明了明显的热电压$V_{th}$和加热/冷却响应$ΔT_{Peltier}$，分别。这种几何形状依赖的效应，以前在2D材料中没有报道过，对石墨烯中图案化纳米结构的测量具有重要意义，并指出了电子石墨烯设备或单一材料热电偶概念中有效热管理的新解决方案。
2018-11-29 cond-mat.mes-hall
Frequency-dependent Phonon-mediated Unidirectional Magnetoresistance in a Metal on an Insulator with Highly Nonequilibrium Magnons
本研究针对重金属/磁性绝缘体双层结构，提出考虑自旋珀尔帖效应、电子-声子散射及磁振子局域非平衡的解析模型，解释了单向磁阻与自旋塞贝克效应的频率依赖性，揭示了热穿透深度与磁振子自旋扩散长度的关联机制。
2022-08-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Thermal correction to resistivity of 2D electron (hole) gas in low-temperature measurements at B=0
我们计算了零磁场电阻率，考虑到二维电子（空穴）气的简并性和热校正，由于结合Peltier和Seebeck效应。发现电阻率是温度的普适函数，单位为$\frac{h}{e^{2}}% (k_{F}l)^{-1}$。
2002-03-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech
Cryogenic spin Peltier effect detected by a RuO$_2$-AlO$_x$ on-chip microthermometer
本研究利用反应共溅射制备的高TCR的RuO$_2$-AlO$_x$片上温度计，在2 K低温下电学探测到Pt/YIG双层膜中亚μK量级的自旋珀尔帖效应，且信号随磁场升高至10 T逐渐归零，源于YIG磁振子塞曼能隙的激发抑制。
2023-11-03 cond-mat.mes-hall
Electron tunneling induced thermoelectric effects
本文提出紧密分离导电薄膜间电子隧穿诱导的 Seebeck 与 Peltier 效应，分析几何依赖及系数超过体材料的条件，可用于纳米尺度能量转换与制冷。
2024-09-09 cond-mat.mes-hall
Theory of thermal spin-charge coupling in electronic systems
自旋输运和热电之间的相互作用提供了几种在广泛的材料中产生、操纵和检测非平衡自旋的新方法。在这里，我们制定了一个唯象模型的精神的标准模型的电自旋注入来描述耦合电荷，自旋和热输运的电子机制，并采用该模型来分析几种不同的几何形状包含铁磁（F）和铁磁（N）区域：F，F/N，和F/N/F结，这是受热梯度。我们提出的分析公式的自旋积累和自旋电流分布在隧道和透明（以及中间）接触是有效的。对于F/N结，我们计算了热自旋注入效率和自旋积累引起的非平衡热电势。我们找到了在N区与电自旋注入对抗热自旋效应的条件。这种补偿效应对于通过热梯度区分电子和其他自旋注入机制特别有用。对于F/N/F结，我们分析了F磁化的平行和反平行取向的非平衡热电势（和化学势）的差异，作为N中自旋积累的证据和定量测量。此外，我们还研究了F/N和F/N/F结中的Peltier效应和自旋Peltier效应，并给出了等温结界面处热演化的解析公式。
2012-01-27 cond-mat.mes-hall
Imaging the Thermalization of Hot Carriers After Thermionic Emission Over a Polytype Barrier
非平衡载流子的热化是热电能量转换的核心。在纳米级系统中，平衡长度可以是系统尺寸的量级，导致热电效应需要被认为是空间分布的情况，而不是局限于结处。载流子和声子之间的能量交换是基本的科学和技术兴趣，但他们的评估提出了重大的实验挑战。我们解决了这些挑战，通过成像的晶体相工程InAs纳米线（NW）设备的珀耳帖效应引起的温度变化。使用高分辨率扫描热显微镜（SThM），我们研究了载流InAs纳米线，其特征在于不同长度的纤锌矿（WZ）在NW的其他锌（ZB）晶相的屏障段。能量势垒充当费米能周围的电子输运的过滤器，从而产生热电效应。我们发现，热化通过电子-声子热交换延伸到整个设备。我们分析了沿纳米线的温度分布，将其与空间相关的热扩散和电子热化模型进行比较。我们能够提取系统的控制性质，包括$223 \pm 9$的电子热化长度，nm，分别由$39 \pm 7$的mV和$89 \pm 21$的V/K的势垒引入的Peltier系数和Seebeck系数，以及$8.9 \pm 0.5$的沿线轴的热导率，W/m/K。最后，我们比较了两种方法来提取难以捉摸的NW和底层衬底之间的热边界电导。
2019-11-26 cond-mat.mes-hall
Thermal spin transport and spin-orbit interaction in ferromagnetic/non-magnetic metals
在这篇文章中，我们扩展了目前建立的自旋相关的导电扩散理论，包括自旋相关的热电和热输运。利用这一理论，我们提出了新的实验，旨在证明新的效果，如自旋珀耳帖效应，最近证明的热驱动自旋注入的倒数，以及磁热阀。我们使用有限元方法来模拟文献中的特定设备，以证明我们的理论。该模型还考虑了自旋-轨道效应，如自旋霍尔效应、能斯特效应、各向异性磁电阻效应和自旋霍尔效应。
2011-07-17 cond-mat.mes-hall
Extreme Low Thermal Conductivity in Nanoscale 3D Si Phononic Crystal with Spherical Pores
热电材料为将有害和无用的热量转化为有用的能量--电提供了很大的希望。它还可以用作集成电路中的固态Peltier冷却器，这对电子工程师来说是一个巨大的挑战。对高效热电材料的需求从未如此强烈。虽然已经做了很多工作，但我们离热电材料的配方还很远。纳米结构化提供了一种有效的方法，通过降低热导率而不影响电子特性来提高品质因数（ZT）。1在这里，我们提出了一种新型的具有球形孔的纳米级三维（3D）Si声子晶体（PnC），它可以在室温下将体Si的热导率降低高达10，000倍。极低的热导率可能导致ZT值大于1。从室温到1100 K，热导率变化不大.声子参与比谱表明，随着孔隙率的增加，声子局域化程度增加。
2013-09-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Theory of Cross-correlated Electron-Magnon Transport Phenomena: Case of Magnetic Topological Insulator
本文研究了磁振子和狄拉克电子在铁磁拓扑绝缘体表面的热电流互关联输运现象。对于垂直磁化，我们计算了磁振子-（电子-）拖曳反常Nernst/Seebeck（反常Ettingshausen/Peltier）效应和磁振子-/电子拖曳热霍尔效应。磁振子拖曳热电效应被解释为磁振子感应电动势引起的。当磁化具有面内分量时，出现各向异性磁阻（AMR）的热/热电类似物。在绝缘状态下，热AMR被实现为AMR的磁振子模拟。
2018-07-20 cond-mat.mes-hall
Verification of the Thomson-Onsager reciprocity relation for spin caloritronics
我们研究了自旋相关Seebeck效应和自旋相关Peltier效应之间的E-N关系。为了保持相同的设备和测量条件下，我们测量在一个单一的Ni $_{80}$ Fe $_{20}$ /Cu/Ni $_{80}$ Fe $_{20}$纳米柱自旋阀设备受到电或热偏置的两种效果。在低偏置制度，我们观察到类似的自旋信号以及背景响应，所需的Onsager互易关系。然而，在大的偏差，偏离互易性发生由于占主导地位的非线性贡献的温度依赖性输运系数。通过对这些非线性热电效应进行系统建模，并测量不同外加偏压下的高阶热电响应，我们确定了两种制度之间的过渡，即焦耳加热开始主导珀耳帖加热的点。我们的研究结果表明局部平衡的重要性，这种唯象的互惠关系的有效性。
2014-08-12 cond-mat.mes-hall
Spin caloric effects in antiferromagnets assisted by an external spin current
在反铁磁体中寻找新的自旋热效应，我们研究了热激活磁振子在外加自旋电流和温度梯度存在下的性质。我们预测的自旋Peltier效应-产生的热通量的自旋积累-在一个反铁磁绝缘体与立方或单轴磁对称。这种效应与自旋电流引起的自旋方向相反的磁振子的弛豫时间分裂有关。我们表明，珀耳帖效应可以触发反铁磁畴壁运动的力量，其值与样品的温度增长。在大于低频磁振子能量的温度下，这种力比自旋电流和畴壁之间的直接自旋转移所引起的力大得多。我们还证明了外加自旋流可以引起磁振子自旋Seebeck效应。相应的塞贝克系数由电流密度控制。这些自旋电流辅助的热效应为控制反铁磁体的磁态开辟了新的途径。
2018-03-21 cond-mat.mes-hall
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
Transport in partially equilibrated inhomogeneous quantum wires
我们研究了弱相互作用一维电子系统的输运性质，包括由于三粒子碰撞和大尺度不均匀性的影响，在平等的基础上的热平衡。我们表明，在一个非均匀的量子线的平衡的特点是相互作用过程的竞争，减少电子的总动量和这样的改变的数量的右和左移动的电子。我们发现，相互作用和不均匀性的组合效应可以显着增加的电阻的线。此外，我们发现，相互作用强烈影响的热电性能的非均匀线，并计算其热导，热电势，和珀尔帖系数。
2010-09-08 cond-mat.mes-hall
Predicted Rectification and Negative Differential Spin Seebeck Effect at Magnetic Interfaces
研究了金属-磁性绝缘体界面上的非平衡Seebeck自旋输运。共轭转换的热自旋输运是由在界面处的交换相互作用，在金属引线中的传导电子和绝缘磁体引线中的局部自旋之间的辅助。我们预测了整流和负微分自旋Seebeck效应，并解决了其微观机制，由于在金属铅的电子态密度的强涨落。本文还讨论了自旋珀耳帖效应的整流问题。这些现象对于设计高效的自旋/磁振子二极管和晶体管具有重要意义，它们在功能器件的能量和信息控制中起着至关重要的作用。
2013-12-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Thermoelectric refrigerator based on asymmetric surfaces of a magnetic topological insulator
热电（TE）制冷（例如珀耳帖冷却器）使得电能能够直接转换热能的独特机会成为可能。在这里，我们提出了一个TE模块的制冷和发电模式，利用非对称表面的磁性拓扑绝缘体（量子反常霍尔绝缘体）与周期性阵列的中空填充有两个不同的绝缘体。基于玻尔兹曼输运理论，我们证明了其效率，即，在低于300 K的低温状态下，无量纲品质因数ZT超过1。所提出的装置可以用作在小规模冷却中需要精确温度控制的热管理装置。
2021-01-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Thermoelectric response of a ferroelectric insulator
National Institute for Materials Science（物质材料研究机构）；Okayama University（冈山大学）；Institute of Science Tokyo（东京科学大学）；Murata Manufacturing Co., Ltd.（村田制作所）；Tohoku University（东北大学）；The University of Tokyo（东京大学）
研究铁电绝缘体中由束缚电荷引起的热电效应，通过多谐波锁定热成像测量交流电场下的温度变化，发现其Peltier系数在相变附近超过100 V，远高于导体。
2026-06-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
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
Imaging structural transitions in organometallic molecules on Ag(100) for solar thermal energy storage
在纳米尺度上使用光热分子储能为未来的微型器件提供了新的机会，使其具有灵活的合成可定制性。然而，这些分子材料的实际应用需要更深入地了解它们的行为如何被不同类型的底物改变。在这里，我们提出了单分子分辨扫描隧道显微镜成像的热和光诱导的结构转变（富瓦烯）tetracarbonyldiruthenium分子吸附到Ag（100）表面作为一个原型系统。当它们与Ag（100）表面接触时，母体配合物和光致异构体都显示出不同的热驱动相变。这种行为是一致的羰基配体的损失，由于强分子-表面耦合。紫外线辐射诱导显着的结构变化，只有在完整的母复合物，从而表明光异构化反应。这些结果表明，如何刺激诱导的结构转变，这类分子取决于底层基板的性质。
2017-03-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Nanoscale magnetization and current imaging using scanning-probe magneto-thermal microscopy
磁显微镜结合了纳米级的空间分辨率与皮秒级的时间分辨率，独特的时空磁现象，是相关的未来高速，高密度磁存储和逻辑技术的直接观察。结合这些指标的磁显微镜仅限于设施级仪器。为了解决这一差距，在实验室可访问的时空成像，我们开发了一个时间分辨近场磁显微镜的基础上磁热相互作用。我们展示了磁化和电流密度成像模式，每个空间分辨率远远超过光学衍射极限。此外，我们研究了我们的信号的近场和时间分辨特性，发现我们的仪器具有100 nm尺度的空间分辨率和低于100 ps的时间分辨率。我们的研究结果表明，一个访问和相对低成本的方法，以纳米级时空磁显微镜在桌面的形式，以帮助科学和技术的动态磁器件与复杂的自旋纹理。
2021-02-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Imaging Dissipation and Hot Spots in Carbon Nanotube Network Transistors
我们使用碳纳米管网络（CNN）晶体管的红外测温，并发现在操作过程中形成的独特的热点。然而，击穿时的平均CNN温度明显低于单个纳米管击穿时的预期温度，这表明纳米管结处的功率耗散极高。统计分析和与热模型的比较可以提取平均管-管结热阻，~4.4x10^11 K/W（热导率~2.27 pW/K）。这表明纳米管结对CNN传输、耗散和可靠性的影响比诸如低衬底热导率的外在因素大得多。
2011-02-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Effect of doping on hot-carrier thermal breakdown in perforated graphene metasurfaces
School of Computer Science and Engineering, University of Aizu（会津大学计算机科学与工程学院）；Research Institute of Electrical Communication, Tohoku University（东北大学电气通信研究所）；Frontier Research Institute for Interdisciplinary Sciences, Tohoku University（东北大学交叉学科学术前沿研究院）；International Research Institute of Disaster Science, Tohoku University（东北大学国际灾害科学研究中心）；Center of Excellence ENSEMBLE3（ENSEMBLE3卓越中心）；UNIPRESS Institute of High Pressure Physics of the Polish Academy of Sciences（波兰科学院高压物理UNIPRESS研究所）；Electronics of the Future, Inc.（未来电子公司）
本文研究掺杂对穿孔石墨烯超表面热载流子热击穿S形伏安特性的影响，揭示相关电热正反馈机制，为优化该类结构的电子、光电器件提供框架。
2025-11-14 cond-mat.mes-hall
Turning a superconducting diode into a Feynman ratchet to realize a nanoscale heat engine
RWTH Aachen University（亚琛工业大学）；Sabanci University（萨贝里大学）；University of Twente（特温特大学）；University of Geneva（日内瓦大学）
该研究提出基于约瑟夫森结的超导二极管型费曼棘轮，实现纳米级热机，可从温度梯度的热涨落中做功，还分析其功率、效率及反向运行作珀尔帖冷却器的条件。
2026-10-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech quant-ph
Near-field thermal imaging of nanostructured surfaces
我们表明，近场扫描热显微镜，它基本上检测的热激发的电磁模式在纳米距离从一些材料的状态的局部密度，可用于该材料的表面上的结构的纳米级成像。这一发现从理论上解释的方法，处理的表面结构微扰。
2011-03-18 cond-mat.mes-hall quant-ph
Thermal radiation and near-field thermal imaging of a plasmonic Su-Schrieffer-Heeger chain
我们调查的直接热发射光谱的等离子体的Su-Schrieffer-Heeger链的InSb纳米粒子，以及其远场发射由于近场散射的尖锐尖端，因为它是用于散射型热显微镜。我们讨论了可测量的拓扑相变在这样的远场和近场实验，并突出的拓扑边缘模式的签名。我们进一步讨论了基板的影响。
2022-09-05 cond-mat.mes-hall physics.optics
Local spin Seebeck imaging with scanning thermal probe
在这项工作中，我们提出了一个实验的结果，以本地解决自旋Seebeck效应在高品质的Pt/YIG样品。我们通过采用局部加热的扫描热探针来产生高度局部非平衡的自旋电流来实现这一点。为了支持我们的实验结果，我们还提出了一个模型的基础上的非平衡热力学方法，这是在一个很好的协议与实验结果。为了进一步证实我们的结果，我们指数的局部解决自旋Seebeck效应与MFM的局部磁化织构和相关的相应区域。我们假设，这种技术可以成像的磁振子扩散长度内的磁化纹理，因此表征自旋热电子材料在纳米级。
2020-05-18 cond-mat.mes-hall
Phase-controlled heat modulation with Aharonov-Bohm interferometers
提出电压偏置 Aharonov-Bobm 干涉仪热调制器，借助磁通量调控 Peltier 热流，并结合 Rashba 自旋轨道作用产生无铁磁接触的自旋极化热流。
2024-06-18 cond-mat.mes-hall
Imaging thermal conductivity with nanoscale resolution using a scanning spin probe
探测材料中纳米级热流的能力通常受到缺乏空间分辨率的限制。在这里，我们使用一个金刚石的主持氮空位中心连接到一个硅热尖的顶点作为局部温度传感器。我们施加电流来加热尖端，并依靠NV来监测尖端与不同导热率的表面接触时所经历的热变化。借助相结合的AFM/共聚焦设置，我们的图像幻影微观结构与纳米级分辨率，并达到良好的协议之间的热导率和地形图。小质量和高热导率的金刚石主机，使我们的技术的时间响应短，我们证明了通过监测应用热脉冲后的尖端温度。我们的方法承诺多个应用，从纳米结构中的声子动力学的调查，在各种固态系统中的异质相变和化学反应的表征。
2015-11-21 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
Nanoscale thermal imaging of dissipation in quantum systems
能量耗散是控制物理、化学和生物系统动力学的基本过程。这也是区分量子现象和经典现象的主要特征之一。特别是在凝聚态物理中，散射机制、量子信息的丢失或拓扑保护的崩溃都深深植根于耗散如何以及在何处发生的复杂细节。尽管它至关重要，但系统的微观行为通常不能用耗散来表示，因为耗散在微观尺度上不是一个容易测量的量。虽然纳米温度测量获得了最近的兴趣，现有的热成像方法缺乏必要的灵敏度，并不适合低温操作所需的量子系统的研究。在这里，我们报告了一个超导量子干涉纳米温度计装置与子50 nm的直径，驻留在一个尖锐的移液管的顶点，并提供扫描低温热传感与四个数量级的改善低于1 μK/Hz 1/2的热灵敏度。非接触式非侵入式温度测量允许非常低的纳米级能量耗散的热成像，低至40 fW的基本Landauer极限，用于在4.2 K下以1 GHz连续读出单个量子位。这些进展使得能够观察到由于碳纳米管中单个量子点的单电子充电引起的耗散，并揭示了由于hBN封装的石墨烯中的共振局域态引起的新型耗散机制，为量子物质中纳米级耗散过程的直接成像打开了大门。
2016-09-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
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
Observation of ballistic-diffusive thermal transport in GaN transistors using thermoreflectance thermal imaging
为了开发有效的GAN晶体管热管理策略，必须准确预测器件结温。由于器件中的热生成宽度与GAN的声子平均自由程相当，声子弹道输运存在并且可以显著影响热输运过程，这需要彻底理解GAN晶体管中声子弹道效应的影响。本文采用热反射热成像TTI结合混合声子Monte Carlo扩散模拟方法，通过测量热点温度，研究了GaN on SiC器件中的弹道-扩散声子输运。在GAN层的顶部制造一系列Au加热器，以定量地模拟器件操作期间的不同热源分布。实验和模拟结果显示了良好的一致性，都表明声子弹道效应可以显着提高热点温度。随着热源尺寸的减小，基于傅里叶定律的预测误差增大，这就强调了在器件热模拟中仔细考虑声子弹道输运的必要性。
2023-02-16 cond-mat.mes-hall physics.app-ph
Optimal architecture for diamond-based wide-field thermal imaging
金刚石中的氮空位中心具有强烈依赖于温度的电子自旋共振，这使得它们成为灵敏度低至几mK/ $\sqrt{\rm Hz}$的有效温度传感器。然而，基质金刚石的高导热性可能强烈地抑制任何温度变化，从而导致在探测局部温度分布时的侵入性测量。鉴于确定可能的和最佳的配置金刚石为基础的宽场热成像，我们在这里调查，实验和数值模拟，金刚石的存在对微尺度温度分布的影响。研究了三种几何构型：块状金刚石衬底、结合在石英上的金刚石薄层和分散在石英上的金刚石纳米颗粒。我们表明，使用散装金刚石衬底的热成像是高度侵入性的，在这个意义上说，它可以防止任何实质性的温度升高。相反，薄金刚石层部分解决了这个问题，并可能为微尺度热成像提供一种可能的替代方案。整个样品中金刚石纳米颗粒的分散似乎是最相关的方法，因为它们不影响温度分布，尽管与块状金刚石相比，纳米金刚石中的NV中心产生较低的温度敏感性。
2020-01-27 cond-mat.mes-hall physics.app-ph
Nanoscale Thermal Imaging of VO$_2$ via Poole-Frenkel Conduction
我们提出了一种方法，利用原子力显微镜（AFM）的绝缘薄膜的纳米热成像，我们证明了它的效用VO $_2$。我们将施加的电压$V$扫描到接触模式的导电AFM针尖上，并测量通过薄膜的局部电流$I$。通过拟合的$IV$曲线的Poole-Frenkel导电模型在低$V$，我们计算的局部温度的空间分辨率优于50 nm，仅使用基本常数和已知的薄膜性能。我们的测温技术，使局部温度测量的\textit{any}绝缘膜占主导地位的Poole-Frenkel导电机制，并可以扩展到显示其他导电机制的绝缘体。
2022-04-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Magnetic, thermal, and topographic imaging with a nanometer-scale SQUID-on-cantilever scanning probe
扫描超导量子干涉仪（SQUID）显微镜是一种结合了高场灵敏度和纳米级空间分辨率的磁成像技术。国家的最先进的SQUID的尖端探针，现在起着重要的作用，在映射相关现象，如超导性和磁性，这是最近观察到的二维范德华材料。在这里，我们展示了一个扫描探针，结合了由一个尖端SQUID与尖端-样品的距离控制和地形对比度的非接触式原子力显微镜（AFM）提供的磁和热成像。我们图案化的纳米尺度的SQUID，包括其弱链接约瑟夫森结，通过聚焦离子束铣削在顶端的悬臂涂有Nb，产生的传感器的有效直径为365 nm，场灵敏度为9.5 $\text{nT}/\sqrt{\text{Hz}}$和热灵敏度为620 $\text{nK}/\sqrt{\text{Hz}}$，工作在磁场高达1.0 T。由此产生的SQUID杠杆是一个强大的AFM扫描探针，扩展了灵敏的纳米级磁和热成像的范围，超出了目前的可能性。
2021-09-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con physics.app-ph
