Quantum thermodynamics of nanoscale steady states far from equilibrium
我们开发了一个精确的量子热力学描述的非相互作用的纳米级的稳定状态，强烈耦合与多个水库。它表明，存在一个稳态的热力学函数，正确地占多端Landauer-Büttiker公式的量子输运的电荷，能量或热量，通过非平衡热力学关系的扩展。它的显式形式得到一个单一的玻色子或费米子水平的宽带限制，并确定相应的热力学力（亲和力）。Onsager互惠关系的非线性推广。我们建议，稳态热力学函数也能够表征热波动占主导地位的临界运输的热流波动。本文还指出，对于具有局域相互作用的自旋简并单能级，所提出的非平衡稳态热力学关系似乎仍然成立。
2018-03-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech quant-ph
Quantum thermodynamics of nanoscale thermoelectrics and electronic devices
这个小审查的目的是作为一个简短的介绍电子流在纳米结构。它的目的是为那些对量子系统的热力学感兴趣但对纳米结构知之甚少的人提供这个主题的简要概述。我们特别强调在稳态下工作的设备，例如简单的热电，但也提到循环驱动的热机。我们的目标不是完整或严格，而是用几页纸来概述主题中的一些主要思想。
2018-10-29 cond-mat.mes-hall quant-ph
Autonomous implementation of thermodynamic cycles at the nanoscale
在随机热力学和量子热力学中，有两种范式来研究纳米引擎。不依赖于任何外部时间依赖性的自主模型，以及利用时间依赖性控制场的模型，通常与将控制协议划分为热力学循环的理想化冲程相结合。虽然后一种范式提供了理论上的简化，但由于所涉及的近似，其在实践中的效用受到质疑。在这里，我们通过构建一个自治的模型，实现了在一定的参数制度的热力学循环的桥梁两种范式。这种效果是可能的自振荡，实现了在我们的模型中的研究电子穿梭机制。基于实验现实的值，我们发现，单电子工作流体的热力学循环分析是{ \it不}合理的，但几个电子的工作流体可能足以证明它。此外，额外的开放挑战仍然是自主实施更多的研究卡诺和奥托循环。
2021-03-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech quant-ph
Effects of current on nanoscale ring-shaped magnetic tunnel junctions
我们报道了纳米环形磁性隧道结中电流驱动磁化翻转的观测和微磁学分析。当电流密度超过$6\times 10^{6}$ A/cm $^2$数量级的临界值时，两个磁环的磁化可以在平行和反平行洋葱状态之间来回切换。理论分析和微磁学模拟表明，电流驱动开关的主要机制是自旋力矩，而不是电流诱导的圆形奥斯特场。
2008-04-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
On "Nanoscale thermodynamics needs the concept of a disjoining chemical potential", by W. Dong, Nat. Comm. 10, 1038 (2023)
本文反驳Dong关于应使用分离化学势替代Hill纳米热力学的观点，指出Hill理论在铁磁材料非经典临界标度等实验中的应用，并建议结合纳米热力学改进Dong的结果及澄清术语以避免混淆。
2024-01-04 cond-mat.mes-hall 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
Quantum Shape Effects
我们能否在不改变其大小的情况下改变域的形状？通过引入一个尺寸不变的形状变换，我们提出了一种新的量子尺度上的物理效应的存在性，并探讨了这种效应的后果，我们称之为“量子形状效应”。通过完全分离的形状效应的尺寸效应，我们表明，形状单独成为一个控制参数的热力学态函数的限制系统在纳米尺度。我们发展了一种重叠量子边界层方法来解析预测量子形状效应，将热力学问题转化为几何问题，揭示了量子尺度下几何与热力学之间的深刻联系.此外，我们介绍的isoform，形状保持，过程开辟了新一代的热力学循环在纳米尺度上运行的独特功能的可能性。总之，本论文是对量子形状效应在热力学中的理论、方法论的构建和应用的探索的一个命题和全面的研究。
2021-02-08 cond-mat.mes-hall
Electronic materials with nanoscale curved geometries
对电子纳米材料的研究最近已经看到越来越多的关注与非传统的弯曲几何形状的结构的合成，包括在平面系统中的弯曲线和通过卷起纳米膜获得的三维架构。这些几何形状的列入导致了一系列新的影响，无论是从形状驱动的电子运动的修改或从电子和磁性的固有变化，由于特殊的约束效应的预测和观察。此外，由于固体中机电耦合的重要作用，曲率产生的局部应变也会引发新现象的出现。在这里，我们回顾了最近的事态发展，发现这些形状，限制和应变诱导的曲率效应在纳米尺度，并讨论其潜在的用途在电子和自旋电子器件。
2022-09-14 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
Molecular machines operating on nanoscale: from classical to quantum
本文综述了微观世界中等温纳米机器的主要物理特征和工作原理，这些特征是经典机器和量子机器所共有的。特别注意耗散和热波动的双重和建设性的作用，波动耗散定理，热损失和自由能转换，热力学效率，和最大功率时的热力学效率。几个基本模型被认为是和讨论，突出通用的物理特征。我们的论述可以发现一些常见的谬误，继续困扰着文献，特别是错误的信念，一个应该尽量减少摩擦和降低温度，以达到高性能的布朗机，在最大功率的热力学效率不能超过一半。异常分子马达亚扩散，但在活细胞的粘弹性环境中的高效操作的新兴话题进行了讨论。
2016-03-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech physics.bio-ph
Stress-Induced Phase Transitions in Nanoscale CuInP$_2$S$_6$
利用Landau-Ginsburg-Devonshire方法和已有的实验结果，我们重建了层状铁电体CuInP $_2$ S $_6$（CIPS）的热力学势。的介电常数和晶格常数的温度依赖性的分析，为不同的施加压力出乎意料地揭示了在这种材料中的非线性电致伸缩的至关重要的作用。在考虑非线性电致伸缩的情况下，计算了CIPS的温度、压力相图和自发极化。利用重构的四阱热力学势的系数，我们研究了CIPS外延薄膜中的应变诱导相变，以及CIPS纳米颗粒中的应力诱导相变，其形状从长针状到扁圆盘状。我们揭示了失配应变、弹性应力和形状各向异性对纳米级CIPS的极性性质和相图的强烈影响。此外，我们推导出的解析表达式，它允许的纳米级CIPS极性属性的弹性控制。因此，所获得的结果可以是特别感兴趣的纳米级层状纳米铁电体的应变工程。
2021-04-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Non-equilibrium thermodynamics in a single-molecule quantum system
热力学探针可以用来推导纳米尺度量子系统的微观内部动力学。已经提出了几种基于电荷输运测量的直接熵测量协议，并在实验上应用于单电子器件。迄今为止，这些方法依赖于纳米级量子系统及其环境之间的（准）平衡条件，这仅构成可用实验条件的一小部分。在本文中，我们建立了一个热力学分析方法的基础上随机热力学，这是有效的远离平衡条件，适用于广泛的单电子器件，并允许我们找到的纳米器件的电荷状态之间的熵的差异，以及任何选择规则的电子转移的特性。我们将这种非平衡熵测量协议应用于单分子器件，其中内部动力学可以通过两位点哈伯德模型描述。
2022-12-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech
Modeling the effect of transient violations of the second law of thermodynamics on heat transfer in silicon nanowire
在实验上已经观察到，在远低于热力学极限的小系统中，热力学第二定律会被违反。然而，这种违规行为对实验可测量量的影响尚未得到详细研究。在这里，我们报告了瞬态违规的影响，即，从冷到热的物体的热的自发传递，在硅纳米线的传热建模的违反作为泊松过程。我们的建模和模拟表明，它是越来越难以冷却到浴温度的纳米级物体，有一个从幂律到指数行为的过渡，和波动有平方反比定律依赖于网站的数量。
2016-06-07 cond-mat.mes-hall
Nanodot to Nanowire: A strain-driven shape transition in self-organized endotaxial CoSi2 on Si (100)
我们报道了在Si（100）衬底上生长纳米尺度自组织内轴CoSi 2岛的应变驱动形状转变现象。已经观察到小至15 \times 15 nm 2的正方形小岛。岛生长在正方形形状以下的Si（100）衬底的四重对称，达到67 \times 67 nm 2的临界尺寸。在此临界尺寸下发生形状转变。较大的岛采用矩形形状，长度不断增加，宽度逐渐减小到约25 nm的渐近值。我们已经观察到纵横比高达~ 20：1的纳米线岛。长纳米线异质结构部分生长在表面以上（~ 3 nm），但大部分生长到Si衬底中（~17 nm）。这些自组织纳米结构表现为纳米级肖特基二极管。它们可能在硅纳米纤维中有用，并在构建纳米器件中找到潜在的应用。
2012-05-04 cond-mat.mes-hall
Mapping Temperature Using Transmission Kikuchi Diffraction
本文提出菊池衍射测温法（KDTh），一种非接触扫描电镜技术，通过精确拟合菊池花样检测晶格变化，利用热膨胀系数绘制纳米尺度温度分布，灵敏度达2.2 K/√Hz，精度约0.01%。
2025-10-23 cond-mat.mes-hall
Efficient Quantum Work Reservoirs at the Nanoscale
本研究针对单次 regime 下随机热力学与资源理论热力学的差异问题，将两能级功储库推广为多能级功储库，实现任意态转换可逆性，证明其可达 Landauer 界限且产熵极低，纠正两能级储库的误导性结论。
2024-06-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech quant-ph
Harnessing Vacuum Fluctuations to Shape Electronic and Photonic Behavior
Tsung-Dao Lee Institute, Shanghai Jiao Tong University（上海交大汤川秀树研究所）；Shanghai Branch, Hefei National Laboratory（合肥国家实验室上海分部）；Shanghai Research Center for Quantum Sciences（上海量子科学研究中心）
通过结合真空涨落与低维材料，提出真空ronics新范式，实现对材料和光子行为的精密控制，推动量子光子学和纳米光电子学的发展。
2025-12-10 cond-mat.mes-hall physics.optics
Phase-controlled Fano resonance by the nanoscale optomechanics
观察Fano线的形状对于理解不同物理系统中Fano共振的性质是必不可少的。我们探索了一种可调谐的法诺共振通过调整的相移马赫-曾德尔干涉仪（MZI）的基础上的单模纳米光机械腔。Fano共振是由纳米机械谐振器引起的光机械诱导透明引起的，并且可以通过施加光机械MZI来调谐。通过调节MZI的一个臂中的相移，我们可以观察到Fano共振的周期性变化的线形，这代表了纳米光学力学中Fano共振的精细操纵。
2014-07-23 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
Magnetic ordering in quantum dots: Open vs. closed shells
在磁性掺杂的量子点中，改变载流子占据率，从开放到封闭的壳层，导致载流子介导的磁性有序的定性不同形式。虽然在平均场近似下研究这种纳米级磁体是常见的，但排除自旋波动可能会掩盖重要的现象，并导致小型磁性系统中的虚假热力学相变。通过采用粗粒度，变分和蒙特卡罗方法对单和双占据量子点，包括自旋波动，我们评估的平均场描述的相关性和区分不同的有限尺寸标度在纳米级磁体。
2015-09-16 cond-mat.mes-hall
Mitigating the Effect of Nanoscale Porosity on Thermoelectric Power Factor of Si
向热电材料添加孔隙率可以通过降低热导率来显著增加品质因数ZT。不幸的是，孔隙率也对品质因数ZT的分子中的热电功率因数有害。在这篇手稿中，我们得出的策略，以收回纳米多孔硅的电性能，通过微调的载流子浓度，并通过明智的设计的孔径和形状，以提供能量选择性电子过滤。在这项研究中，我们认为磷掺杂硅含有离散的孔隙，无论是球体，圆柱体，立方体，或三棱柱。从这些孔的效果进行了比较，从圆形，正方形和三角形的横截面形状，和垂直于电流的无限长的延伸孔。半经典玻尔兹曼输运方程被用来模拟硅的热电功率因数。该模型揭示了三个关键结果：塞贝克系数的最大增强发生在立方孔。分数改善在低载流子浓度（$< 10^{20}\ \mathrm{1/cm^3}$）下为约15%，在特征长度约为$\sim 1\ \mathrm{nm}$的高载流子群下高达60%。为了在室温下获得最佳的能量过滤效果，纳米多孔Si需要被掺杂到比体Si的最佳载流子浓度更高的载流子浓度。最后，在$n$型Si热电体中，可以用纳米级孔隙率产生的电子过滤效果显著低于理想的过滤效果;然而，可以获得的塞贝克系数的增强足够大以抵消由孔隙率引起的电导率的降低。
2021-03-26 cond-mat.mes-hall
Nanoscale mapping of internal magnetization dynamics reveals how disorder shapes heat generation in magnetic particle hyperthermia
University of Luxembourg（卢森堡大学）；Ghent University（根特大学）；Instituto de Ciencia de Materiales de Madrid (ICMM-CSIC)（马德里材料科学研究所）；Physikalisch-Technische Bundesanstalt（德国联邦物理技术研究院）
研究通过结合AC磁性测量与动态微磁模拟，揭示了杂乱如何影响磁性粒子内部热量产生，发现颗粒尺寸是关键可调参数，影响热释放的大小和时空分布。
2026-03-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Quantum thermodynamics with a Josephson-photonics setup
约瑟夫森光子器件在过去几年中已经成为研究远离平衡的光-电荷相互作用和产生非经典辐射的多功能平台。它们作为纳米级热机的潜力也进行了讨论。互补模式的冷却在这里研究的制度，低和大的光子占有率，其中非线性是必不可少的。
2019-03-25 cond-mat.mes-hall quant-ph
Prediction and measurement of the size-dependent stability of fluorescence in diamond over the entire nanoscale
非细胞毒性金刚石纳米颗粒中的荧光缺陷是量子计算中的量子比特、生物医学成像中的光学标记和磁力测量中的传感器的候选者。对于每种应用，这些缺陷需要是光学和化学稳定的，并且以合适的浓度（单个或大量）包含在单个颗粒中。在这封信中，我们结合模拟，理论和实验，提供第一个全面和通用的预测的尺寸，温度和氮浓度依赖的光学活性NV缺陷的稳定性纳米金刚石。
2009-08-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci q-bio.QM
Quantum Synchronisation in Nanoscale Heat Engines
由于同步现象在经典世界中的普遍存在，研究它在量子系统中的行为是一个有趣的问题。虽然量子同步已经在许多系统中进行了研究，但缺乏与量子技术应用的明确联系。我们填补了这一空白，并表明，纳米级热机是一个自然的平台，研究量子同步，总是具有稳定的极限环。此外，我们证明了一个热机的功率和它的相位锁定性能之间的密切关系，通过证明同步的地方上的上限，可实现的稳态功率的发动机。最后，我们表明，发动机的效率设置一个点的浴温度同步消失。我们通过建立量子同步作为稳定相位相干的机制，将同步的物理现象与量子热力学的新兴领域联系起来。
2019-07-08 cond-mat.mes-hall quant-ph
The Effect of Geometry on Thermodynamic Response
University of Belgrade（贝尔格莱德大学）；University of Namur（纳穆尔大学）；University of Exeter（埃克塞特大学）；National Sun Yat-sen University（国立中山大学）
该研究探究纳米/微米尺度几何对热力学响应的影响，发现复杂纳米几何可引发异常热容响应，且无需改变系统化学组成即可通过几何调控表观热容响应，对热管理等应用有重要意义。
2026-09-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Features of the Contact Angle Hysteresis at the Nanoscale: A Molecular Dynamics Insight
本研究利用分子动力学方法模拟了纳米尺度下液滴在外力作用下的形状，开发了准确评估前进与后退润湿角的解析模型，发现毛细管力与粘性力的相互作用及界面滚动运动对液滴形状至关重要，并验证了宏观Cox-Voinov模型在特定条件下的适用性。
2024-11-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.soft physics.atm-clus
Self-heating effect in nanoscale SOI Junctionless FinFET with different geometries
该研究探究不同横截面形状、沟道长度及埋氧层厚度的纳米级SOI无结FinFET的自热效应，发现沟道中部温度低于源漏侧边，且温度受沟道截面形状影响。
2024-03-10 cond-mat.mes-hall physics.app-ph
Quantum shape oscillations in the thermodynamic properties of confined electrons in core-shell nanostructures
强约束结构在尺寸不变的形状变换下会出现量子形状效应。这种转变对受限粒子的热力学性质有明显的影响。由于其特有的几何形状，核壳纳米结构是观察量子形状效应的良好候选者。在这里，我们调查的非相互作用的简并电子限制在核壳纳米线的绝缘核和GaAs半导体壳的热力学性质。我们导出了形状相关的热力学量的表达式，并证明了受限电子的化学势、内能、熵和比热存在一种新的量子振荡。通过引入量子边界层的概念，计算了量子化能级在费米函数和态空间中的分布，为我们的结果提供了物理解释。除了密度、温度和尺寸外，形状本身也成为控制受限电子费米能的参数，这为精细调节费米能级和改变半导体极性提供了新的机制。
2022-11-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech
Thermodynamic uncertainty relation in atomic-scale quantum conductors
当电子输运过程是量子相干的且传输几率是常数（能量和电压无关）时，热力学测不准关系（TUR）在纳米级电子导体中成立。我们目前的测量的电子电流及其噪声在金原子尺度的结和确认的有效性的TUR的电子输运在现实的量子相干导体。此外，我们表明，它是有益的，目前的电流和噪声作为TUR比，以确定偏离非相互作用电子相干动力学。
2020-02-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech quant-ph
Nanothermodynamics: stable thermal equilibrium and nanoscale fluctuations
Arizona State University（亚利桑那州立大学）
本文综述纳米热力学，强调希尔细分势在任意尺寸系统中确保热力学定律，并展示其在伊辛模型、吉布斯悖论及涨落关系中的新解与修正，挑战可逆动力学观点。
2026-09-09 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Origin of quantum shape effect
本文以可移动隔板分隔的量子盒为模型，揭示量子形状效应的起源，并提出基于维度转变的解析模型预测其热力学行为。
2023-01-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech
Single crystal diamond pyramids for applications in nanoscale quantum sensing
我们提出了一种新的方法，结合自上而下的制造和自下而上的过度生长，以创建单晶金刚石纳米锥的形式的金刚石光子纳米结构。我们的方法依赖于金刚石纳米柱，其与单晶金刚石过度生长以形成沿着晶体面取向的金字塔结构。为了表征金字塔的光子特性，使用离子注入和退火以受控的方式创建色心。我们发现非常高的收集效率，从色心接近金字塔的顶点。我们进一步展示了金刚石金字塔的出色光滑度和锐利度，测得的尖端半径约为10纳米。我们的研究结果提供了有趣的前景，纳米量子传感使用钻石色心，我们的钻石金字塔可以用作扫描探针的纳米成像。在那里，我们的方法将提供显着的优势相比，锥形扫描探头，定义了目前的最先进的。
2019-10-23 cond-mat.mes-hall quant-ph
Properties of Shape-Engineered Phoxonic Crystals: Brillouin-Mandelstam Spectroscopy and Ellipsometry Study
我们报告的结果，布里渊-曼德尔散射光谱和米勒矩阵光谱椭圆偏振的纳米级的“柱与帽子”周期性硅结构，揭示有趣的声子和光子特性。理论上已经表明，具有适当调谐尺寸的周期性结构可以同时充当声子晶体和光子-光子晶体，强烈影响光-物质相互作用。声学声子状态可以通过外部边界来调谐，这是由于单个纳米结构中的声子限制效应，或者是由于人工诱导的外部周期性，如在声子晶体中。纳米级柱阵列的形状被设计成确保两种效果的相互作用。布里渊-曼德尔谱数据表明，在2 GHz至20 GHz的频率范围内的声学声子色散和声子波矢延伸到高阶布里渊区的强烈平坦化。声子色散依赖于柱阵列取向的细节表明声学声子的周期性调制和空间局部化效应的存在。椭圆偏振数据揭示了由于柱阵列的纳米级周期性而导致的四重对称的明显散射图案。我们的结果证实了纳米结构形状工程结构的双重功能，并指出了下一代光子、光电子和声子器件中微调光与物质相互作用的可能新方向。
2020-03-03 cond-mat.mes-hall nlin.PS physics.app-ph
Direct electronic measurement of Peltier cooling and heating in graphene
热电效应允许从废热产生电力以及冷却和加热的电气控制。值得注意的是，这些效应对费米能周围的态密度的不对称性也非常敏感，因此可以作为纳米级电子结构扭曲的探针。在这里，我们认为二维石墨烯作为一种优秀的纳米碳材料，探索电子和热传输现象之间的相互作用，通过提出一个直接和定量测量的Peltier组件的电子冷却和加热的石墨烯。由于包括纳米级温度计的架构，我们检测到的Peltier组件调制高达15 mK的电流为20 $μ$ A在室温下，并观察到电子和空穴制度的Peltier冷却和加热之间的完全逆转。这种基本的热力学性质是研究二维材料中纳米级热电输运的补充工具。
2016-07-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Spin-Orbital Textures and Interferometers by Nanoscale Geometric Design of Quantum Rings with Orbital Rashba Coupling
我们推导出一个有效的连续介质模型来描述电子在弹道一维弯曲纳米结构中的传播，该纳米结构的特点是由于具有$d-$轨道对称性的局域电子态、原子自旋-轨道耦合和轨道Rashba耦合而引起的自旋-轨道自由度的强烈相互作用.我们演示了如何一个平面的不均匀的空间曲率的纳米通道可以产生通过循环上相应的布洛赫球表示的自旋和轨道纹理。特别是，我们采用了典型的情况下，一个椭圆形的量子环，以探讨在低能量的电子输运的几何形状的作用。我们发现，在这个政权的自旋和轨道纹理表现出相等的绕组周围的径向或面外方向。值得注意的是，自旋和轨道绕组不仅可以通过修改纳米级形状来调整，就像自旋Rashba效应一样，还可以通过电子门控改变电子密度。我们表明，纹理的存在与图案的几何Aharonov-Anandan阶段内的量子环内的一个周期中获得。此外，不同于单带Rashba耦合纳米环，电导的操纵可以通过电子密度变化来实现，并且间接地通过反转不对称相互作用的强度的变化来实现。
2019-12-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci quant-ph
A thermodynamic approach to measuring entropy in a few-electron nanodevice
一个系统的熵提供了一个强大的洞察其微观自由度，但是通过热容测量熵的标准实验方法很难应用于中尺度和纳米尺度系统，因为它们需要测量越来越小的热量。这个问题需要完全不同的测量方法，这些方法不会随着系统尺寸的减小而降低精度。对于处于库仑阻塞状态的纳米电器件，只有两个能量可及的电荷态，已经提出了两种纯电的、与尺寸无关的测量电荷态之间熵差的方法：通过输运性质和电荷平衡测量。我们提出了一个自洽的热力学框架库仑阻塞的电纳米器件，它结合了现有的熵测量方法，概括它们，并扩展到系统与任意复杂的微观状态对应于每个电荷状态的熵的治疗。
2021-04-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech
Hyperspectral electromechanical imaging at the nanoscale: Dynamical backaction, dissipation and quantum fluctuations
本文提出一种扫描纳米机械噪声显微平台，通过热反作用模型揭示单缺陷纳米线结构、热响应、耗散与涨落的关联，发现缺陷作为单涨落中心在电子束激发下产生由量子涨落主导的远离平衡振动状态。
2024-07-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech quant-ph
Strong plasmon-molecule coupling at the nanoscale revealed by first-principles modeling
由于新兴的量子和非线性光学应用以及改变材料相关性质的机会，单发射极和集体强耦合机制中的强光物质相互作用引起了人们的广泛关注。这些现象的进一步探索需要一个适当的理论方法，这是苛刻的，因为极化激元是量子光学，固态物理和量子化学之间的交叉点。然而，幸运的是，纳米级极化激元可以在小的等离子体分子系统中实现，这在原则上允许使用从头算方法来处理它们，尽管这迄今为止还没有得到证明。在这里，我们表明，时间依赖的密度泛函理论（TDDFT）计算可以访问纳米等离子体分子混合物的物理和预测真空拉比分裂的系统，包括一个几百个原子的铝纳米粒子与一个或几个苯分子相互作用。我们表明，腔量子电动力学的方法举行了几个立方纳米的顺序谐振器，产生一个单分子耦合强度超过200毫电子伏，由于大量的真空场值为4.5 V/nm。从更广泛的角度来看，我们的方法使无参数的深入研究极化激子系统，包括基态，化学和热力学修改的分子在强耦合制度，这可能会发现重要的用途在新兴的应用，如腔增强催化。
2019-04-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Thermodynamics of precision in quantum nano-machines
波动强烈地影响纳米热机器的动力学和功能。随机热力学的最新发展表明，在许多远离平衡的系统中，涨落通过所谓的热力学不确定性关系受到熵产生率的约束。这些关系意味着，增加发动机功率输出的可靠性或精确度需要付出更大的热力学代价。在这里，我们研究的热力学精度的小型热机在量子制度。特别是，我们推导出精确的功率，功率波动，和熵产生率的几个模型的几个量子比特引擎（自治和循环），执行工作的量化负载之间的关系。根据上下文，我们发现，量子相干性可以帮助或阻碍功率波动的关注。我们讨论了减少量子纳米机器中这种波动的设计原则，并提出了一种自主的三量子比特引擎，其功率输出对于给定的熵产生比任何经典马尔可夫模型所允许的更可靠。
2020-11-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech quant-ph
Hyperaccurate thermoelectric currents
热力学电流可以在纳米尺度上显著波动。但有些洋流的波动比其他的要小。超精确电流是指波动最小的电流，也就是说，它们使信噪比（精度）最大化。在这封信中，我们分析确定的量子热电的情况下，由Landauer-Büttiker形式主义建模的超精确电流。
2021-08-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech quant-ph
