Microscopic Theory of Magnon-Drag Thermoelectric Transport in Ferromagnetic Metals
本文从理论上研究了铁磁金属中的磁振子拖曳Peltier效应和Seebeck效应。一个磁振子热流描述微扰从微观角度来看，相对于电子-磁振子相互作用和电场。然后，获得作为磁振子热电流与电荷电流之间的比率的磁振子阻力珀耳帖系数$Π_\MAG$。结果表明，在低温下$T$，极化率系数$C_\MAG$与电导率的自旋极化率$P$成正比，而对于$C_\MAG>0$，极化率系数$P<0$与$C_\MAG<0$的极化率$P>0$成正比.从磁振子拖曳Peltier效应的实验结果，我们估计的电子-磁振子相互作用的强度约为0.3 eV的$\cdotÅ^{3/2}$坡莫合金。
2012-10-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.other
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
Magnetophonon oscillations of thermoelectric power and combined resonance in two-subband electron systems
通过测量垂直磁场中具有两个占据子带的高迁移率量子阱中的热电效应，我们探测到了由于电子与声学声子相互作用而引起的磁声子振荡。这些振荡包含特定的功能，确定为组合共振所造成的子带间声子辅助的电子在朗道量子化的存在下的过渡。将声子拖曳磁热电效应的量子理论推广到多子带占据的情况，描述了我们的实验结果。
2016-09-16 cond-mat.mes-hall
Optimal efficiency and power and their trade-off in three-terminal quantum thermoelectric engines with two output electric currents
本文建立了具有两个独立输出电流和一个输入热流的三端热电发动机的最佳效率和功率理论。这种设置超越了只有一个输出电流的传统热机。对于这样一个设置，我们得出的最佳效率和功率和他们的权衡三端热机与时间反演对称和不对称。形式主义超越了已知的最佳效率和功率的系统，或没有时间反演对称性，显示出有趣的功能，以前没有透露。通过对一个量子点热机的实例研究表明，与以往的单输出电流热机相比，该电流热机的效率和功率都有很大的提高。我们的分析结果也适用于多输出电流的热电热机，为未来高性能热电材料提供了一种替代方案。
2019-05-27 cond-mat.mes-hall
Geometric thermodynamic uncertainty relation in periodically driven thermoelectric heat engine
在非平衡稳态和各种随机系统中，热力学不确定性关系量化了平均电流、相关波动（精度）和熵产生（成本）之间的权衡。在这里，我们研究了热力学的不确定性关系，在一般的热电热机下的周期性控制协议，通过揭示潜在的贝里相的贡献。我们表明，我们的热力学不确定性关系打破了开创性的稳态结果，源于非零几何效应。此外，通过推导随后的权衡关系绑定效率，功率和恒定性，我们证明了周期性驱动的热电热机一般可以优于稳态类比。通过一个解析可解的双端单量子点热机在周期性调制下的计算，给出了一般的边界。我们的工作为限制和优化各种周期性驱动的热电热力机提供了几何框架。
2022-01-07 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
Oscillatory Magneto-Thermopower and Resonant Phonon Drag in a High-Mobility 2D Electron Gas
实验和理论证据提出了新的低磁场（$B<5$ kG）1/B振荡的热电功率的高迁移率GaAs/AlGaAs的二维（2D）电子气。这种振荡是由声子在$B = 0$处的朗道能级间共振引起的，声子的动量等于费米波数的两倍。数值计算表明，3D和2D声子都可以贡献这种效应。
2003-10-11 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 coherent control of linear and nonlinear thermoelectricity on graphene nanostructure heat engines
本研究针对石墨烯纳米结构热机，结合密度泛函紧束缚计算，证明调控弯曲角和局域栅压可抑制晶格热输运并在线性及非线性区域提升效率与输出功率。
2024-01-15 cond-mat.mes-hall
Electrical transport and thermoelectric properties of silver nanoparticles
由油胺、三辛基膦和/聚乙烯吡咯烷酮合成的银纳米粒子（Scherrer粒径为15.1 ~ 33.4 nm）在5 ~ 300 K范围内的电阻率表明，随着微晶尺寸的减小，银纳米粒子的德拜温度降低，剩余电阻率增大，电子-声子耦合常数增大。值得注意的是，在15.1 nm的德拜温度降低约36%相比，散装Ag的Seebeck系数中发现的通常的声子拖曳峰在这些纳米颗粒中变成了下降或声子拖曳最小值，随着油胺和三辛基膦诱导的纳米颗粒中微晶尺寸的减小，该下降或声子拖曳最小值逐渐被抑制并向较低温度移动。相比之下，它出现在较高的温度在三辛基膦诱导的纳米粒子。在不同形状的油胺-聚乙烯吡咯烷酮诱导的纳米颗粒中，在125 K至215 K之间观察到一个宽的驼峰，电阻率在270 K附近的斜率变化和Seebeck系数在172 K附近的一个额外的类似倾角的特征。它们归因于电子和声子的空间限制、不同的势垒高度、金属纳米颗粒和表面活性剂之间的不同电荷转移机制、增强的无序（晶界、表面原子分数的增加、表面活性剂基质和其他缺陷），导致其整体电子和声子相互作用的修改。最后，还评估了它们的热电功率因数。
2019-08-20 cond-mat.mes-hall
Correlations of heat and charge currents in quantum-dot thermoelectric engines
分析了基于量子点的热电发动机中电荷流和热流的噪声特性及其相关性。发动机是一个三端导体，具有交叉的热量和电荷流，其中热量波动可以通过电荷检测器进行监测。我们调查的电荷和热动力学的相互影响，以及它是如何表现在电流和噪声特性。在能量依赖的隧道的存在下，操作条件进行了讨论，其中可以通过热转换产生的充电电流。此外，通过驱动耦合导体中的充电电流，可以将热量泵入热源。一个最佳的配置被发现的结构，其中的能量依赖的隧道最大化的非对称传输与最大的电荷-热互相关。值得注意的是，在使热机失速的电压下，我们发现，在最佳情况下，非平衡态仅通过热量和充电电流的波动来维持。
2013-12-09 cond-mat.mes-hall
Thermodynamic bound on the Fano factor of a coherent thermoelectric heat engine
The Abdus Salam International Centre for Theoretical Physics（阿卜杜斯·萨拉姆国际理论物理中心）；Dipartimento di Fisica, Università di Napoli “Federico II”（那不勒斯费德里科二世大学物理系）
研究费米子、玻色子及经典载流子相干热电输运，通过选择热机运行得出电荷电流的热力学不确定性关系，明确不同载流子下法诺因子下限及对经典马尔可夫过程不确定性关系的限制，且数值证明界限严格。
2026-10-19 cond-mat.mes-hall
Helical thermoelectrics and refrigeration
研究了三端量子自旋霍尔（QSH）样品的热电性能。QSH样品的固有螺旋度有助于有效地产生大的电荷功率。除了充电，该系统还可以被设计成作为高效的旋转热机工作。螺旋样品优于手性样品的优点在于，虽然多端量子霍尔样品由于时间反演（TR）对称性破缺而只能作为量子热机工作，但多端QSH系统可以有效地作为电荷/自旋热机以及电荷/自旋制冷机工作，因为TR对称性被保留。
2018-01-30 cond-mat.mes-hall
A review on Aharonov-Bohm quantum machines: Thermoelectric heat engines and diodes
本文综述了基于Aharonov-Bohm效应的量子热电热机与二极管研究，重点分析量子干涉、磁场调控及时间反演对称性破缺对功率、效率和方向输运的影响。
2024-10-01 cond-mat.mes-hall
Engineering drag currents in Coulomb coupled quantum dots
利用一个简单的模型重新讨论了库仑耦合双量子点系统中的库仑拖曳现象，强调了电子同时隧穿的重要性。在此之前，共隧穿效应的阻力电流在介观设置已报告的理论和实验。然而，在这两种情况下，顺序隧穿的贡献，拖动电流总是存在，除非阻力水平的位置太远，从共振。在这里，我们考虑点之间存在非常大的库仑相互作用的情况，其中拖曳电流需要得到共隧道事件的帮助。结果，量子相干拖曳效应发生。此外，我们证明，通过适当的工程隧道概率使用频带剪裁，它是可能的控制的阻力和驱动电流的符号，使它们在平行或反平行方向流动。我们还表明，拖动电流可以通过改变拖动门电位来操纵，因此受电子或空穴类运输。
2018-02-15 cond-mat.mes-hall
An exactly solvable model of a highly efficient thermoelectric engine
提出了一个简单的热电（或热化学）热机的经典动力学模型，该模型基于一对由两个不等散射通道连接的理想气体容器。该模型的解析求解，它表明，可以选择一个合适的参数组合，使发动机在卡诺的效率。
2009-06-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech
Efficiency at maximum power of thermoelectric heat engines with the symmetric semiconductor superlattice
最大功率效率（EMP）是衡量热机高效输出足够功率能力的重要指标。从理论上证明了热电热机的极限电磁脉冲可以通过假设的盒形电子传输来实现，而盒形电子传输是通过一维对称InP/InSe超晶格中的共振隧穿来实现的。利用传输矩阵方法发现，对称模是稳健的，不受周期性的影响，并且在允许带内对称模与法布里-珀罗模之间的强耦合导致了类方波车厢电子的传输.波箱车传输的高均匀性和传输边沿的急剧下降都有利于最大功率和电磁脉冲的产生，这两个方面都可以通过偏置电压以及势垒和阱的厚度来优化。利用机器学习技术提取了最大功率和电磁脉冲，在较小的温差、较小的势垒宽度和较大的阱宽条件下，最大功率和电磁脉冲均能达到理论极限的95%以上。希望所得结果能为今后高电磁脉冲热电热机的设计提供一些基本的指导。
2021-01-29 cond-mat.mes-hall
Coulomb Drag between a Carbon Nanotube and Monolayer Graphene
我们测量了单个单壁碳纳米管（SWNT）作为一维（1D）导体和二维（2D）导体单层石墨烯之间的库仑阻力，由几个原子厚的氮化硼层隔开。石墨烯载流子密度通过栅极在电荷中性点（CNP）上调谐，而单壁碳纳米管保持简并。在高温下，阻力改变整个CNP的符号，如预期的动量转移从驱动器到阻力层，并表现出层交换Onsager互惠。我们发现，层的互易性被打破附近的石墨烯CNP在低温下，由于非线性阻力响应与温度相关的阻力和热电效应。阻力与温度和载流子密度呈幂律关系，具有一维费米液体-二维狄拉克流体阻力特性。在高温下的2D阻力信号随着与1D源的距离比扩散电流分布预期的慢而衰减，这表明在流体动力学传输机制中石墨烯中的额外相互作用效应。
2021-12-14 cond-mat.mes-hall
Optimizing isotope and vacancy engineering in graphene ribbons to enhance the thermoelectric performance without degrading the electronic properties
热电优值ZT的提高需要增加功率因数或降低声子电导，甚至两者兼而有之。在石墨烯中，高的声子热导率是限制热电转换的主要因素。因此，提高ZT的常用策略是引入声子散射体以抑制声子电导，同时保持高电导和塞贝克系数。尽管热电性能最终得到增强，但基于该策略的所有研究均显示电导显著降低，通常导致较低的电子性能。在这项研究中，我们表明，适当的来源的障碍，包括同位素和空位在最低的电子密度的位置，可以被用作声子散射体，以减少在石墨烯带的声子电导，而不会降低电导，特别是在低能量区域，这是最重要的范围为设备操作。通过半经验紧束缚和力常数模型结合非平衡格林函数的原子计算，我们发现石墨烯带的自然电子性质可以完全保留，同时其热电效率大大提高.对于宽度M = 5二聚体线的带，室温ZT从小于0.26的无缺陷带提高到大于2.5。这项研究很可能为新一代具有双电子热电功能的纳米器件设定里程碑。
2016-09-16 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
Power, Efficiency and Fluctuations in a Quantum Point Contact as Steady-State Thermoelectric Heat Engine
热机运行中大功率输出、高效率和小波动之间的权衡最近在热力学不确定性关系（TURs）的背景下受到关注。在这里，我们提供了一个具体的说明，这种权衡，从理论上研究的量子点接触（QPC）的操作与能量相关的传输功能作为一个稳态的热电热机。作为一个起点，我们回顾和扩展以前的分析的电力生产和效率。此后，功率波动和约束共同施加的功率，效率和波动的TURs作为额外的性能量化分析。我们允许任意平滑的传输概率的QPC，表现出接近阶梯状的依赖能量，并考虑线性和非线性的操作制度。结果发现，对于一个广泛的参数范围内，功率生产几乎达到其理论最大值，效率超过卡诺效率的一半，同时具有相当小的波动。此外，我们表明，通过要求一个非零的功率生产，在线性政权可以制定一个更强的TUR的热电品质因数。有趣的是，这个界限也适用于我们的QPC设备的线性响应以外的宽参数范围。
2019-04-08 cond-mat.mes-hall
Thermoelectric properties of an interacting quantum dot-based heat engine
研究了弱耦合多能级量子点（QD）的热电性质和热功转换性能。我们专注于顺序隧穿制度。量子点中的电荷的动力学研究通过主方程的占领的概率。从这里，我们计算的电荷和热流的线性响应制度。假设一个通用的多终端设置，并为低温（量子极限），我们得到的传输系数占相互作用（充电能量）和水平量子化之间的相互作用的解析表达式。在两个和三个终端的系统的情况下，我们推导出的QD为基础的热机的功率因数Q和品质因数ZT的公式，确定最佳的工作条件，最大限度地提高输出功率和热功转换效率。除了线性响应，我们还将重点放在双端设置上。我们首先研究热电非线性系数评估的后果，大的温度和电压偏置，重点是热功率和珀耳帖系数之间的Onsager倒数关系的故障。然后，我们调查的条件，优化性能的热机，发现在量子极限输出功率和效率在最大功率几乎可以同时最大化，通过选择适当的值的电化学电位和偏置电压。最后研究了能级简并对提高输出功率的影响。
2017-06-28 cond-mat.mes-hall
Magnon-drag thermopile
自旋电子学中的热电效应作为纳米结构中的热管理和通过使用热流来控制自旋信息的手段正受到越来越多的关注。热磁振子（自旋波量子）预计将发挥重要作用，然而，对所涉及的基本物理机制知之甚少。原因是缺乏有关磁振子相互作用的信息，也缺乏获得磁振子相互作用的可靠方法，特别是对于电导体，因为电子的影响错综复杂。在这里，我们展示了一个概念上的新设备，使我们能够收集信息的磁振子电子散射和磁振子阻力效应。该装置类似于热电堆，其由放置在热源和冷源之间的大量成对的铁磁线形成，并且热并联和电串联连接。通过控制成对导线中磁化强度的相对方向，可以独立于电子和声子拖曳热电效应来研究磁振子拖曳。作为温度的函数的测量揭示了磁振子和声子种群的变化后的磁振子阻力的影响。这些信息对于理解电子-磁振子相互作用、磁振子动力学和热自旋输运的物理学至关重要。
2012-03-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
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
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
A thermoelectric heat engine with ultracold atoms
热电效应，例如通过温度梯度产生粒子电流，其起源于热量和粒子流之间的可逆耦合。这些效应是材料的基本探测器，并可应用于冷却和发电。在这里，我们展示了热电在费米冷原子通道，弹道或扩散，连接到两个水库。我们表明，可以通过控制的几何形状或无序强度的效果和能量转换的效率的大小进行优化。我们的观察是在定量协议的理论模型的基础上的Landauer-Buttiker形式主义。我们的装置提供了一个可控的模型系统，探索能量转换的机制，并实现了冷原子为基础的热机。
2013-06-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas
A superconducting nonlinear thermoelectric heat engine
在以前的工作中，我们预测，在适当的条件下，两个不同的超导体之间的热偏置隧道结可以显示在温度梯度的热电效应的非线性性质。在这项工作中，我们给出了一个更广泛的讨论，我们专注于非线性贡献的两个主要特征：i）的$linear-in-bias$热电，可以与电子空穴对称性的自发破缺，ii）在匹配峰奇异性，这是典型的最大输出功率和效率的强贡献。我们讨论了热电性的非线性起源及其与文献中讨论过的超导结非线性冷却机制的关系。最后，我们设计和表征的性能的系统作为一个热机，一个现实的设计和实验参数值。我们讨论了可能的非理想性，表明该系统是适合目前的实验实现。
2020-03-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Coupled electron-phonon hydrodynamics and viscous thermoelectric equations
Center for Computational Quantum Physics, Flatiron Institute（平顿研究所计算量子物理中心）；Theory of Condensed Matter Group of the Cavendish Laboratory, University of Cambridge（剑桥大学卡文迪许实验室凝聚态理论组）；Department of Applied Physics and Applied Mathematics, Columbia University（哥伦比亚大学应用物理与应用数学系）
本文提出了一种基于第一性原理的理论框架，用于描述复杂器件几何中电子-声子非扩散流体传输现象，统一了电子和声子的粘性热电方程，并预测了非扩散行为的特征。
2026-03-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Multi-terminal far-from-equilibrium thermoelectric nano-devices in the Kondo regime
从理论和实践的角度来看，寻求良好的热电材料和/或高效热电装置是首要的。具有量子点或分子的低维结构是实现这一目标的有希望的候选者。电子之间的相互作用、远离平衡的条件和强非线性输运是影响器件有效性的重要因素。本文分析了二端量子点在大的热$ΔT$和电压$V$偏置下的热电势以及三端系统作为热机的性能。为了适当地消除这些条件下的非线性效应，引入了两个不同的塞贝克系数，推广了线性响应表达式。热致电流和热电流的直接计算表明，与最近的工作一致，热电热机的效率由所提供的功率测量是最大的远离平衡。此外，发现量子点上的电子之间的强库仑相互作用降低了在最大功率处的效率和传递功率的最大值，无论是在近藤制度还是在它之外。
2019-08-23 cond-mat.mes-hall
Large thermoelectric figure of merit for 3D topological Anderson insulators via line dislocation engineering
研究了三维拓扑安德森绝缘体的热电性质。研究表明，在高密度位错下，在具有非零时间反转不变动量的拓扑绝缘体材料（如Bi_{1-x} Sb_x）中，通过晶格螺位错传输的一维拓扑保护导电态可以控制热电优值ZT.当化学势不超过迁移率边缘时，在室温下的ZT可以达到大的值，对于合理的参数远高于1，因此使该系统成为纳米器件热管理应用的强有力的候选者。
2010-07-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Thermoelectric cooling and thermal switching via the non-linear phonon Peltier effect
调查的非线性传输制度的量子点热机所描述的安德森-荷尔斯泰因模型，它表明，一个有限的电子-声子相互作用导致的电荷诱导的声子产生，刺激的声子电流，即使在没有热梯度。这引起了非线性声子Peltier效应，其显示出对改变电子-声子相互作用的非平凡依赖性。利用反转的声子电流通过电荷诱导的声子积累，我们证明了令人惊讶的是，热机可以冷却时，耦合到一个热的水库。在进一步探索这种效应可能产生的可能性，我们提出了一个电荷诱导声子开关机制。
2017-07-25 cond-mat.mes-hall
Nonlocal thermoelectric engines in hybrid topological Josephson junctions
对拓扑约瑟夫森非定域热机的热电性能进行了深入研究。非局部响应是通过使用一个正常的金属探针耦合只有一个接近的螺旋边缘在中间的结。在这种结构中，我们研究了磁通偏置和相位偏置如何触发超导终端之间的温差的应用下的非局部热电效应。可能的实验非理想性，如不对称接近超导间隙被认为是显示如何的非局部响应可以受到影响。多普勒频移，这往往会关闭的差距，和Andreev干涉，这会影响粒子-空穴共振传输之间的相互作用，明确确定不同的操作制度。最后，我们讨论的功率和效率的拓扑热电引擎，达到最大功率在最大效率的耦合正常探头。我们发现相当高的非本地塞贝克系数的顺序的十分之$μ$ V/K在几开尔文，一个信号，这将是明确的检测也对任何虚假的本地效果，即使有适度的不对称的差距。
2021-03-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Thermoelectric properties of a quantum dot coupled to magnetic leads by Rashba spin-orbit interaction
我们考虑了单能级量子点耦合到两个铁磁引线。除了隧道过程保存电子自旋，我们还包括与自旋翻转的隧道电子，这是由于Rashba自旋轨道耦合出现的过程。电荷和热电流内的非平衡格林函数技术计算。当电极是半金属（完全自旋极化）时，Rashba自旋轨道耦合导致Fano干涉效应，这导致增强的热电响应。它还表明，这样的系统可以作为有效的热机。此外，由于外部磁场的Rashba自旋轨道耦合和塞曼分裂的相互作用示出，以允许控制这些参数的热机的功率和效率。
2018-01-11 cond-mat.mes-hall
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
Symmetry Lowering Through Surface Engineering and Improved Thermoelectric Properties in MXenes
本文通过第一性原理与玻尔兹曼输运理论计算，证明在 MXenes 中通过表面工程构造 Janus 化合物以降低对称性，可显著提高热电优值，并揭示了其背后的电子结构与非谐性机制。
2024-01-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Highly anisotropic thermoelectric properties of carbon sulfide monolayers
应变工程应用于一硫化碳单层允许控制带隙，控制电子和热电响应。本文基于第一性原理计算，研究了应变控制下层状材料的超导-金属相变。我们考虑单轴和双轴拉伸应变，我们发现一个高度各向异性的电子和热电子响应取决于所施加的应变的方向。研究结果表明，应变诱导响应是一种有效的控制电响应和热电性能的方法。
2018-11-16 cond-mat.mes-hall
Adiabatic response and quantum thermoelectrics for ac driven quantum systems
我们将热电理论推广到绝热交流驱动下的相干电子系统，考虑了电荷和热量的量子泵浦以及电子系统和驱动电势之间的相关功交换。我们推导出相关的响应系数在绝热制度，并表明它们服从Onsager互易关系。我们分析了量子电机，发电机，热机和热泵的广义热电框架的后果，表征它们的效率和品质因数。
2016-03-25 cond-mat.mes-hall
Thermal and Thermoelectric Transport in Nanostructures and Low-Dimensional Systems
近年来，对纳米结构和低维体系中热输运和热电输运现象的研究取得了重大进展。本文综述了几个有趣的量子和经典尺寸效应的热和热电性能，已预测的理论计算或在实验中观察到。注意力集中在声子边界散射的卡西米尔极限和声子限制的影响，半导体纳米线（NW）和纳米网的晶格热导率;厚度，横向尺寸和界面相互作用对碳纳米管（CNT）和石墨烯的晶格热导率的影响;和声子拖曳热功率和量子尺寸对半导体纳米线的热电功率因子的影响。进一步的实验和理论研究，建议更好地了解这些纳米级的传输现象。
2014-08-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Large phonon-drag enhancement induced by narrow quantum confinement at the LaAlO3/SrTiO3 interface
在室温以下的LaAlO 3/SrTiO 3界面的二维电子系统（2DES）的热电功率进行了探索，与Nb掺杂的SrTiO 3单晶的比较。对于接口，我们发现一个区域低于T =50 K的热电势占主导地位的声子阻力，其幅度是巨大的放大相对于相应的体积值，达到值~mV/K及以上。界面处的声子阻力增强可以追溯到2DES的紧密载流子限制，并且代表了界面处强电声声子耦合的尖锐特征。
2016-05-18 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
Thermoelectric performance of a minimally nonlinear voltage probe and voltage-temperature probe heat engine with broken time-reversal symmetry
本文研究了破缺时间反演对称性下含非线性耗散的最小不可逆热机，推导出可超越Curzon-Ahlborn极限的最大功率效率界限，并比较了电压探针与电压-温度探针构型在功率和效率上的不同表现。
2025-07-03 cond-mat.mes-hall
Thermoelectricity in Quantum-Hall Corbino Structures
我们测量的热电响应的Corbino结构在量子霍尔效应制度，并与理论分析进行比较。所测量的热电电压的定性和定量模拟的基础上的独立测量的电导率表明，它们主要源于电子扩散。电子-声子相互作用不会导致声子阻力的贡献，与早期的霍尔棒实验相反。这意味着一个描述的Onsager系数的基础上，一个单一的传输函数，从热电压和电导率可以预测与一个单一的拟合参数。它还让我们预测热电冷却效率的品质因数，其对于部分填充的朗道能级（LL）变得非常大，并且可以估计品质的高磁场，其对于部分填充的朗道能级和高磁场变得非常大。
2020-08-10 cond-mat.mes-hall quant-ph
Quantum control of nonlinear thermoelectricity at the nanoscale
我们从理论上研究了如何通过调节纳米结构如量子点系统或单分子结中的量子相干性来控制和增强非线性热电性。在纳米结构中，典型的温度尺度远小于谐振宽度，这在很大程度上抑制了热电效应。然而，我们证明了可以通过调节量子相干性来实现相当好的热电性能。利用量子点干涉仪（嵌入环形几何结构中的量子点）作为热机，我们探索了Fano共振诱导热电增强的想法。我们发展了一种分析处理的完全非线性响应的一个点有或没有强相互作用。基于非平衡格林函数技术的微观模型，我们展示了如何提高效率和/或输出功率，以及在哪里找到一个最佳的栅极电压。我们还讨论了如何评估非线性热电的线性响应量。
2020-03-04 cond-mat.mes-hall
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
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
Learning the best thermoelectric nanoscale heat engines through evolving network topology
寻找最好的热机一直是科学技术的中心。热电纳米级热机将热流转化为电能形式的有用功，有望实现片上发电。迄今为止，大量的研究已经揭示了源自量子限制效应和能量依赖性输运性质的产生增强效率的潜力。然而，热电中多体相互作用的全部益处还有待研究;由于搜索空间的组合爆炸，识别最佳相互作用是一个困难的问题，这使得蛮力搜索不可行。在这里，我们用交互电子系统中网络拓扑的强化学习来解决这个问题，并确定一组最好的热电纳米级引擎。利用多体相互作用，我们表明，最大可能的值的热电优值和功率因数可以提高数量级的通用单电子水平。这允许简单和灵活的设计，实现渐近卡诺效率与次广泛的，但仍然非零和稳定的功率。为了实现最佳的纳米引擎，我们提出了具体的物理设置的基础上量子点阵列。因此，通过不断发展的网络拓扑结构开发的强化学习框架使人们能够识别纳米级系统的全部潜力。
2019-08-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el
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
Strong nonlinear thermoelectricity generation and close-to-Carnot efficient heat engines in Superconductor-Insulator-2D electron gas junctions
Università di Pisa（比萨大学）；INFN Sezione di Pisa（意大利国家核物理研究所比萨分部）
提出并理论分析了一种新型超导体-绝缘体-二维电子气隧道结（SI2DEG），通过非线性机制强效产生热电，效率接近卡诺极限，并展示了双向冷却和双稳态等特性。
2026-05-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
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
Higher-order Efficiency Bound and Its Application to Nonlinear Nano-thermoelectrics
功率和效率的热机是两个相互冲突的目标，和一个严格的效率界限，预计将提供洞察力的基本属性的功率效率权衡。在这里，我们推导出稳态热机，其中包括高阶波动的功率的效率上界。在一个非线性纳米结构热电的原型模型中，我们表明，所获得的界比一个良好的建立的效率界的基础上的热力学不确定性关系，表明高阶项有丰富的信息，在非线性制度的热力学效率。特别是，我们发现，高阶界是完全实现的，如果紧耦合条件得到满足。所得到的界限给出了一个一致的预测与观察，非线性增强了功率效率的权衡，也将是有用的各种纳米级发动机。
2021-03-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech
Current noise in quantum dot thermoelectric engines
本文用记忆核图展开和计数统计研究单能级量子点热机的电流噪声，发现次领头阶隧穿虽可能带来非马尔可夫量子优势，但在该模型中并不违反热力学不确定关系。
2024-11-20 cond-mat.mes-hall quant-ph
Superconducting Spintronic Heat Engine
本文实现了一种基于EuS/Al/AlO$_x$/Co隧道结的超导自旋电子热机，通过铁磁层取向调控热电电压符号，实现热电存储单元，并提出理论模型预测其效率。
2023-10-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Majorana Thermoelectrics and Refrigeration
本文利用Landauer-Büttiker方法分析嵌入马约拉纳束缚态的双端量子自旋霍尔热机和制冷机，发现MBS可提升性能至媲美甚至超越现代纳米级量子热机，且阿哈罗诺夫-玻姆通量可进一步增强其最优性能。
2024-11-30 cond-mat.mes-hall physics.app-ph quant-ph
Modulating thermoelectric properties in oxygen-passivated Sb2Te3 thin film through grain boundary engineering
该研究通过在 Sb2Te3 薄膜中掺氧实施晶界工程，利用双肖特基势垒和价带高迁移率态协同提升电输运并降低热导率，结合 SPM 与 SThM 验证其热电增强机制。
2023-08-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
