Effective phonons in anharmonic lattices: anomalous vs normal heat conduction
利用有效声子理论，对一维非谐晶格中的热传导进行了解析和数值研究。结果表明，每个有效声子模都是准周期振荡的。通过对德拜公式中总热通量的功率谱进行加权，得到了一个统一的形式，可以解释无在位势的动量守恒晶格中的反常热传导和有在位势的晶格中的正常热传导.我们的结果与Fermi-Pasta-Ulam模型、Frenkel-Kontorova模型和$ϕ^4$模型等现有模型的数值结果符合得很好。
2006-06-23 cond-mat.dis-nn cond-mat.stat-mech
Steady-state phonon heat currents and differential thermal conductance across a junction of two harmonic phonon reservoirs
Institute of Physics, University of the Philippines Los Baños（菲律宾洛斯巴尼奥斯大学物理研究所）
研究了谐振子声子库通过弹簧耦合的junction中声子输运，发现热电流遵循傅里叶定律，热导在声子谱匹配时出现峰值，低温下高频声子排除影响热导最大值，耦合弹簧常数增加提升热导，且声子流方向不影响热导大小。
2026-04-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech
Thermal conductivities of one-dimensional anharmonic/nonlinear lattices: renormalized phonons and effective phonon theory
低维系统中的热输运由于其对理解基本能量输运理论的重要性及其在新兴的声子学领域的潜在应用--用电子模拟物操纵热流--引起了理论和实验方面的极大关注。考虑一维非线性格子模型的热传导问题。负责热输运的能量载体已被确定为重整化声子。在重整化声子的框架下，发展了一种唯象理论--有效声子理论，用来解释一般一维非线性晶格中的热输运。通过数值模拟，验证了该有效声子理论能够定量、一致地预测热导率随温度变化的标度指数。
2012-12-05 cond-mat.stat-mech nlin.CD
Impact of counter-rotating-wave term on quantum heat transfer and phonon statistics in nonequilibrium qubit-phonon hybrid system
反旋波项（CRWTs）在具有强系统浴耗散的开放小量子系统中被认为是至关重要的。在这里，通过在一个非平衡量子比特-声子混合模型的例子，我们表明，CRWTs可以发挥重要的作用，即使在弱系统浴耗散的量子热传递。利用相干声子态，我们得到了热交换率分别由驻波项和CRWT贡献的量子主方程。我们发现，仅包括RWT，稳态热流和电流波动将显着抑制在大的温度偏置，而他们强烈增强，考虑CRWT此外。此外，对于声子统计，平均声子数和双声子关联几乎不受仅RWT的强量子比特-声子杂化的影响，而通过另外基于CRWT的合作跃迁，它们将显著冷却。因此，量子传热系统中的CRWTs应谨慎对待。
2020-10-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech quant-ph
Multiscale heat transport with inertia and thermal vortices
在本文中，我们提出了一个哈密顿量和热力学理论的热输运的各种水平的描述。热的输运在极化声子的动力学理论、非极化声子的动力学理论、极化声子的流体动力学和非极化声子的流体动力学内被制定。这些不同层次的描述是由泊松减少，其中没有线性化。因此，我们得到了一个新的声子流体力学包含对流项依赖于涡的热通量，这是失踪的声子流体力学的标准理论。此外，方程是双曲和伽利略不变的，不像目前的理论超越傅立叶热传输。涡度依赖项违反了对齐的热通量与温度梯度，即使在稳态，这是由一个Fourier-Crocco方程表示。新的术语还导致温度在热传输中起着与空气动力学中的压力类似的作用。
2022-09-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech
Reduced Thermal Conductivity of Nanowires and Nanoribbons with Dynamically Rough Surfaces and the "Problem of One-Dimensional Heat Conductors"
我们提出了非谐晶格和动态粗糙表面和边缘的纳米线和纳米带中声子热输运的解析模型和分子动力学模拟。与最近的实验在单晶硅纳米线与粗糙表面的热传输，我们的模型和模拟预测有限的和长度无关的声子热导率在这样的准一维系统，在相反的异常声子热导率相应的动量守恒系统与原子光滑的表面，发散与系统长度。在我们的模型中，热导率降低的主要原因是在具有动态粗糙表面或边缘层的准一维声子波导中由非谐侧声子导致的纵向声学声子的动量非守恒散射。
2009-06-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech
Local heat current flow in ballistic phonon transport of graphene nanoribbons
利用非平衡格林函数方法研究石墨烯纳米带弹道声子输运，发现边界散射产生原子尺度热涡旋和反向温度响应，缺陷可产生热涡旋但被平均，结果扩展至原子尺度弹道区域。
2024-07-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech
Phononics: Manipulating heat flow with electronic analogs and beyond
通常从晶格振动（即声子）得到的称为热的能量形式通常被认为是废能，而且对信息处理有害。然而，通过这次座谈会，我们试图反驳这种普遍的观点：通过使用定制的模型，我们证明了声子可以像电子和光子一样被操纵，从而实现受控的热传输。此外，我们解释说，声子可以投入有益的使用，携带和处理信息。在第一部分中，我们提出了控制热传输的方法，以及如何处理由温度偏置驱动的物理系统的信息。特别是，我们提出了熟悉的电子模拟练习声子的工具包，即声子器件，作为热二极管，热晶体管，热逻辑门和热存储器等。这些概念，然后投入工作，以运输，控制和纠正物理现实的纳米系统中的热量，通过设计实际的设计，允许操作的功能声子器件的混合纳米结构，以及报告第一次实验实现。接下来，我们将讨论通过使用随时间变化的热浴温度或各种其他外部场来操纵热流的更丰富的可能性。这些引起了大量有趣的声子非平衡现象，例如热的定向穿梭，几何相位诱导的热泵，或声子霍尔效应，所有这些都可以找到与电子类似的操作方式。
2012-03-05 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech
Nonlocal Phonon Heat Transport Seen in 1-d Pulses
声子是半导体器件中的主要热载体。在小型设备中，热量不是由局部温度梯度驱动的，而是由局部热量输入和去除点驱动的。这使理论模型复杂化。从初始局域脉冲的振动能量的传播的研究提供了深入了解非局域声子热输运。我们报告模拟脉冲在一维传播。一维情况下有棘手的异常，但提供了最简单的图片演变从最初的弹道到较长时间的扩散传播。我们的研究结果显示了令人惊讶的细节，如不同的结果从不同的定义原子的本地能源，并未能表现出纯扩散在很长一段时间。本文应用玻尔兹曼声子气体理论，包括外加能量的引入，解决了这一固有的非定域问题。采用杂质散射的弛豫时间近似的解与模拟结果并不完全一致。
2022-04-26 cond-mat.other cond-mat.stat-mech
Phonon heat transport in cavity-mediated optomechanical nanoresonators
非平衡态热力学中的热输运是一个重要的研究前沿，它对于实现新型热力学装置，如热机和制冷机至关重要。对流、传导和辐射是众所周知的传递热能的基本方式。在这里，我们展示了一种新的机制，声子热输运之间的空间分离的纳米机械谐振器耦合的腔增强的长程相互作用。热化和非平衡动力学的单一轨迹受到实时监测。我们发现，在强耦合区，瞬时热流在非平衡稳态中反直觉地来回振荡，这在热能传递过程中自发地发生在临界点以上。在温度梯度驱动的远离平衡系统中，验证了非平衡稳态热流精度的普适界，即热力学测不准关系。我们的研究结果揭示了一个以前未观察到的现象，热传递与机械振荡器，并提供了一个操场，在非平衡态热力学的基本理论测试。
2020-08-15 cond-mat.stat-mech physics.optics
Heat conduction and phonon localization in disordered harmonic crystals
研究了二维和三维同位素无序谐振晶格中的稳态热流。使用本地化理论以及动力学理论，我们估计系统的大小依赖的电流。这些估计进行了比较，得到的数值结果使用一个精确的公式中给出的声子传输函数的电流，以及通过直接的非平衡模拟。我们发现，高频模式的热传导被抑制的本地化，而低频模式的边界条件的强烈影响。我们的{ \color{black}启发式}论证表明，傅立叶定律在三维无序固体中是有效的，除了特殊的边界条件。我们还研究了量子系统中与局域化相关的钉扎情况，并经常用作研究傅立叶定律有效性的模型系统。在这里，我们提供了第一个三维傅立叶定律的数值验证。在二维钉扎的情况下，我们发现声子模式的本地化导致一个热绝缘体。
2010-07-12 cond-mat.dis-nn cond-mat.stat-mech
Non-Markovian heat production in ultrafast phonon dynamics
Chalmers University of Technology（查尔姆斯理工大学）
研究通过分子动力学模拟揭示超快声子动力学中非马尔可夫效应的热产生机制，并展示如何通过时间分辨光谱学实验测量热力学量。
2026-03-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.stat-mech
An alternative approach to the phonon theory of liquids: An analytical study of Frenkel frequency and heat capacity as a function of pressure and temperature
本文提出一种无需黏度数据、基于化学势和扩散平衡计算Frenkel频率的新方法，推导出液体热容随温度和压力变化的解析表达式，并在四种惰性液体中验证了模型准确性。
2025-07-04 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Wave transmission, phonon localization and heat conduction of 1D Frenkel-Kontorova chain
本文研究了平面波通过一维有限准周期系统-通过改变无限均匀链中原子的质量，我们得到了{ \it all}本征频率的透射系数。本文还从传输系数和无量纲指数两个方面研究了增强FK链的声子局域化。此外，还计算了FK链的Rubin-Greer类模型在低温下的热传导。发现稳态热通量$J(N)\sim N^α$和$α$依赖于外势的强度。
1999-01-20 chao-dyn cond-mat.stat-mech nlin.CD
Electron-phonon heat exchange in layered nano-systems
我们分析了热功率$P$之间的电子和声子在金属薄膜沉积在独立的电介质膜的温度范围内的声子气体具有准二维分布。在垂直于薄膜表面的方向上的电子波数的量子化导致准二维电子子带的形成。电子-声子耦合在变形势模型中处理，如果我们用$T_e$表示电子温度，用$T_{ph}$表示声子温度，我们发现：$P\equiv P^{(0)}(T_{e})-P^{(1)}(T_{e},T_{ph})$ ; $P^{(0)}$是电子系统向声子“发射”的功率，而$P^{(1)}$是电子从声子“吸收”的功率。由于电子态的量子化，$P$对$(d,T_e)$和$P$对$(d,T_{ph})$显示出与$d$非常强的振荡，形成几乎平行于温度轴的尖锐波峰。在山峰之间的山谷里，$P \propto T_e^{3.5} - T_{ph}^{3.5}$。从谷到峰，$P$增加超过一个数量级，并且在峰上，$P$对温度不具有简单的幂律依赖性。$P$对薄膜厚度的强烈调制可能提供一种控制金属薄膜中的电子-声子热功率和功率耗散的方法。最终，相同的机制可用于检测$d$或表面污染的微小变化。另一方面，金属膜的表面缺陷可能使得难以观察到$P$与$d$的振荡，并且最终由于平均效应，热流在实际实验中将具有对厚度的更平滑的依赖性。
2015-08-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas cond-mat.stat-mech
