Joule-Thomson Cooling in Graphene
K. Zarembo
石墨烯中的电子在一定温度范围内表现出流体动力学行为。我们指出，电流在这个制度可以导致冷却的电子流体由于焦耳-汤姆逊效应。冷却发生在费米液体制度，而狄拉克流体的效果导致加热。
Electrons in graphene exhibit hydrodynamic behavior in a certain range of temperatures. We indicate that electric current in this regime can result in cooling of electron fluid due to the Joule-Thomson effect. Cooling occurs in the Fermi liquid regime, while for the Dirac fluid the effect results in heating.
机构、总结、中文摘要均由AI分析而来，可能存在错误，请以论文正文为准。
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An Ultra-High Vacuum Scanning Tunneling Microscope with Pulse Tube and Joule-Thomson cooling operating at sub-pm z-noise
本文介绍了一种无需外部冷却液的超高真空扫描隧道显微镜系统，结合脉管与焦耳-汤姆逊冷却及多级振动解耦设计，实现了1.5 K低温和300 fmRMS的z噪声，并支持高达40 GHz的射频激发。
Temperature profile of the Thomson-effect-induced heat release/absorption in junctionless single conductors
汤姆逊效应在同时向导体施加充电电流和温度梯度的情况下引起热释放或吸收。在这里，我们从理论上研究的温度分布，由于汤姆逊效应引起的热释放/吸收在无结单导体，这可以是一个简单的温度调制器。我们还进行了分析的温度分布的现实导体。因此，我们发现，对于一个大的汤姆逊系数，塞贝克系数的温度导数的导体，汤姆逊效应引起的热吸收克服了焦耳加热，导致在体区域的电流诱导冷却。我们还阐明了汤姆逊效应的反馈效应使系统温度稳定在热浴的一侧，这反映了汤姆逊效应依赖于位置并与局部温度梯度成比例的事实。这项工作将是利用汤姆逊效应进行热管理的基础。
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。
Heat dissipation mechanisms in hybrid superconductor-semiconductor devices revealed by Joule spectroscopy
本文利用焦耳谱学方法研究InAs-Al纳米线混合器件中的热耗散，发现超导岛因电子-声子耦合效率低而极易受热，50-150 pW功率即可完全抑制其超导性，并揭示了微波加热与直流加热的相似性。
Coefficient of performance at maximum cooling power of a simplified quantum dot refrigerator model with resistance
在不考虑电子自旋和库仑相互作用的情况下，研究了单能级量子点（QD）制冷机的简化解析模型。基于量子点上两个储层之间电子的弹道输运，系统的焦耳热被认为是由量子点和储层之间的欧姆接触产生的。通过使用跃迁速率方程，研究了量子点制冷机的性能与电子传输概率和分配比（即，在系统中产生的焦耳热释放到蓄冷器中的部分）。在不可逆工况下，得到了最大性能系数的解析表达式。量子点系统在最大冷却功率下的卡诺约束相关的性能系数也被数值证明。本文的研究结果对介观制冷机的设计具有一定的指导意义。
Joule heating effects in high transparency Josephson junctions
本文从理论和实验两方面研究了由超导引线向正常态跃迁引起的高透明约瑟夫森结的电流-电压特性。这些特征的出现是由于Andreev过电流的抑制。我们表明，通过跟踪的电压的依赖性，在过渡发生时，浴温度和通过分析抑制的过电流的偏置电压可以恢复的温度依赖性的热流出结。我们通过制作两个高度透明的超导体-石墨烯-超导体（SGS）约瑟夫森结来验证理论预测，其中悬浮和非悬浮石墨烯作为Al引线之间的非超导部分。应用上述技术，我们证明了当$\propto T_{\rm bath}^{3.1}$接近超导临界温度时，悬浮结的冷却功率依赖于熔池温度。
Onset of optical-phonon cooling in multilayer graphene revealed by RF noise and black-body radiation thermometries
我们报告的电子冷却功率测量在几层石墨烯激发焦耳加热的装置相结合的电子和声子浴温度的电子和光学探针的新设置。在低偏置，噪声测温允许我们检索众所周知的声学声子冷却制度低于和高于布洛赫Grüneisen温度，与额外的控制声子浴温度。在高的电偏置，我们显示的相关性的电子温度的直接光学调查的黑体辐射测量，提供更高的精度比噪声测温。在这个制度下，新的有效的弛豫途径，涉及光学模式的发病观察
Effect of Thermoelectric Cooling in Nanoscale Junctions
我们提出了一种基于原子尺寸结的热电制冷装置。利用第一性原理方法，研究了考虑声子热流和局部加热效应的原子尺度电子制冷机的工作条件和性能系数。据观察，热电纳米制冷机的功能被限制到一个狭窄的范围内的驱动电压。与具有绝对不可逆焦耳热的体热电系统相比，由于通过准弹道电子输运抑制了局部加热和较小的驱动电压，4-Al原子制冷机具有比具有相同$ZT$的体热电制冷机更高的效率。量子性质，由于提供的原子级控制的属性的大小最小化，促进电子冷却超出了传统的热电器件理论的预期。
Strain enhanced electron cooling in a degenerately doped semiconductor
增强的电子冷却在体积为40 μ m^3的应变硅/超导体隧道结制冷机中得到了证实。的电子温度从300 mK降低到174 mK，与非应变硅控制（300 mK至258 mK）的增强归因于在应变的情况下较小的电子-声子耦合。硅基冷却器性能的建模和由此产生的预测。如果可以减少结子间隙泄漏和隧道电阻，则预计最低温度将进一步降低。然而，如果只减少隧道电阻，焦耳加热预计占主导地位。
Influence of temperature gradients on tunnel junction thermometry below 1 K: cooling and electron-phonon coupling
我们研究了薄Cu和AlMn线的热梯度，实验和理论。在实验中，电线在亚开尔文温度下被不均匀地焦耳加热，并且使用正常的金属-绝缘体-超导隧道结测量所产生的温度梯度。数据清楚地表明，即使在具有短（$\sim 10 μ$ m）未加热部分的相当好的导电细线中，也会形成显著的温度差。在大多数情况下，测量结果与包括电子-声子相互作用和电子热导率的Wiedemann-Franz定律模型吻合得很好。
Anomalous Transverse Thomson Effect
研究提出反常汤姆逊效应（ATE），推导其系数与反常能斯特系数关系，通过研究Fe3Sn2模型及分析CoS2等数据得出低温下ATC/ANC比值，发现CeCrGe3的ATC优势，且ATE可用现有ANE数据验证，对固态热电制冷有吸引力。
Supercollision cooling in undoped graphene
固体中的载流子迁移率通常受到电子-杂质或电子-声子散射的限制，这取决于最频繁发生的事件。载流子与声子和杂质之间的三体碰撞是罕见的;它们被称为超碰撞（SC）。在电子输运中难以捉摸，它们应该出现在弛豫过程中，因为它们允许大的能量转移。如参考文献\onlinecite{Song2012PRL}中所指出的，这是未掺杂石墨烯的情况，其中小费米表面极大地限制了普通碰撞中的允许声子能量。使用电加热和灵敏的噪声测温，我们报告SC冷却扩散单层石墨烯。在低载流子密度和高声子温度下，焦耳功率$P$服从作为电子温度$T_e$的函数的$P\propto T_e^3$定律。它推翻了最近在电阻率测量中观察到的普通碰撞所预期的线性定律。立方定律是SC的特征，并且与最近报道的低于Bloch-Grüneisen温度的金属石墨烯的$T_e^4$依赖性不同。这些超碰撞对于石墨烯在测辐射热和光电探测中的应用是重要的。
Current-induced cooling phenomenon in a two-dimensional electron gas under a magnetic field
研究了在垂直磁场作用下，直流电流在二维电子气中引起的温度空间分布。本文数值计算了封闭在绝热绝热正方形区域内的二维电子气中的静电势φ和温度T的分布（顶部和底部）和等势等温（左和右）边界（其中phi_{left} < phi_{right}且T_{left} = T_{right}），使用一对非线性泊松方程（对于phi和T），其充分考虑了热电和热磁现象，包括Hall、Nernst、Ettingshausen和Righi-Leduc效应。我们发现，在左下角附近，温度变得低于固定的边界温度，与普遍的焦耳热效应使温度升高的天真期望相反。冷却归因于底部绝热边界处的Ettingshausen效应，其将热量从底部边界泵出。为了保持绝热条件，向下的温度梯度，因此冷却区域，在边界附近开发，与所得的热扩散补偿由于Ettingshausen效应的向上的热流。
The heating and cooling of 2D electrons at low temperatures
研究了二维电子在低温下的加热和冷却特性，通过测量冷却长度和非弹性散射时间，揭示了热传导与声子散射的关系。
Feasibility study of continuous electronic Pomeranchuk cooling with a flavor-degenerate Wigner crystal
提出并模拟了一种基于味简并平带材料中电子液体与维格纳晶体之间熵差的片上连续冷却方案，通过电流驱动实现亚毫开尔文电子温度。
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