Scale-up of room-temperature constructive quantum interference from single molecules to self-assembled molecular-electronic films
实现自组装分子电子薄膜,其室温传输特性由量子干涉(QI)控制,是将QI效应从单分子放大到分子平行阵列的重要步骤。最近,破坏性QI(DQI)对自组装单分子膜(SAMs)电导的影响进行了研究。在这里,通过实验和理论研究相结合,我们展示了化学控制不同形式的建设性QI(CQI)跨平面运输通过自组装膜,并评估其对跨平面热电自组装膜的影响。已知单分子的电导可以通过化学改变其与外部电极的连接性以确定性方式控制。在这里,通过采用合成方法来改变芳香族蒽核心周围的末端锚定基团的连接性,并通过形成所得分子的SAM,我们清楚地证明了CQI的这种签名可以转化为SAM-金分子膜。我们发现,从蒽为基础的分子与两种不同的连接性形成的垂直分子结的电导不同的一个因素约为16,与理论预测的电导率的基础上建设性QI的影响内的核心。我们还证明,对于具有硫醇锚定基团的分子,这种膜的塞贝克系数是连接依赖性的,并且通过适当选择连接性可以提高~ 50%。QI及其对自组装膜中热电性的影响的演示代表了未来热电和分子尺度电子应用的功能性超薄膜器件的关键一步。
2019-11-11 cond-mat.mes-hall quant-ph
Importance of quantum interference in molecular-scale devices
从理论上研究了蒽分子以对位和间位两种不同构型(对位和Meta)通过巯基连接到电极上而制成的分子器件中的电子输运。分子系统由一个简单的Huckel-like模型(具有原子轨道的非正交基组)描述,而与电极的耦合通过使用Newns-Anderson化学吸附理论(在能量带宽内的恒定态密度)来处理。传输特性(电流-电压和电导-电压)计算从标准的Landauer公式中的传输函数。详细讨论了量子干涉的本质问题。结果表明,器件的输运性质随分子与电极结合的性质而发生显著变化。
2004-01-03 cond-mat.mes-hall
Quantum interference and structure-dependent orbital-filling effects on the thermoelectric properties of quantum dot molecules
通过求解库仑阻塞区的Hubbard- Anderson模型,研究了量子干涉和轨道填充效应对高优值量子点分子热电特性的影响.研究发现,在一定条件下,三角形量子点分子(TQDM)中会发生相消量子干涉(QI),导致小电导消失,同时Seebeck系数发生显著变化。当TQDM处于电荷局域化状态时,由于QI的存在,Seebeck系数在低温下被严重抑制,但在高温下被大大提高。同时,洛伦兹数的行为表明,在高温下,通过破坏性QI的电荷输运比电子热输运更容易被阻断。TQDM中的最大功率因数(PF)出现在满填充条件下。然而,低填充条件是优选的,以获得最大的PF在串联耦合的三重量子点一般。在双量子点中,由于电子-空穴对称性,最大PF可以通过轨道耗尽或轨道填充来实现。我们的理论工作为推进纳米TE技术提供了有益的指导。
2015-06-30 cond-mat.mes-hall
Quantum interference effects in electron transport: How to select suitable molecules for logic gates and thermoelectric devices
由于用于实现传统电子器件中使用的数据存储和逻辑门的概念不能简单地缩小到单分子器件的水平,因此需要新的架构范例,其中量子干涉(QI)效应可能提供有用的起点。为了能够在单分子电子学中将QI用于设计目的,必须在这样的水平上理解它们的出现和分子结构之间的关系,以便可以建立电气工程的简单指南。我们通过开发一个图形方案,允许预测传输函数中QI诱导最小值的发生或不发生,朝着这个目标迈出了一大步,这种方法的推导将形成这篇评论文章的中心部分。此外,可能有用的QI效应的热电器件的解决,其中传输最小值周围的峰形是至关重要的,不同的规则选择合适的分子必须找到。
2015-12-15 cond-mat.mes-hall
Quantum interference between vortex- and impurity-bound states boosts thermoelectricity
Norwegian University of Science and Technology(挪威科技大学)
本文通过晶格Bogoliubov-de Gennes方法研究涡旋或杂质束缚态重叠时的量子干涉,发现该干涉可显著增强s波和d波超导体的局域热电响应,为低温热电传感与能量转换提供新途径。
2026-09-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Spin-dependent thermoelectric effects in a strongly correlated double quantum dot
我们研究了自旋相关的热电输运通过一个系统的两个耦合的量子点连接到水库的自旋极化电子。一般来说,我们专注于强相关的运输制度。为此,采用有限$U$的从玻色子方法。我们的主要目标是表明,除了复杂的低温物理,这样一个基本的多级系统提供了一种可能性,以检查各种量子干涉效应,特别强调这种现象对热电输运的影响。除了干扰效应对自旋简并电荷输运的影响外,我们还展示了由铁磁引线引起的自旋相关输运也可以被修改。最后,我们还考虑了自旋弛豫时间相对较长的情况,这导致了所谓的自旋热电效应。
2017-02-16 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
Spin-dependent thermoelectric properties of a Kondo-correlated quantum dot with Rashba spin-orbit coupling
在近藤机制下,研究了单能级量子点与铁磁导线耦合时的热电输运现象。量子点用Anderson模型描述,并考虑了Rashba型自旋轨道相互作用。有限U平均场从属玻色子技术被用来描述输运特性,如热导,热功率,热电效率(品质因数)。量子干涉效应的热电参数的作用进行了分析。
2014-12-09 cond-mat.mes-hall
Thermoelectric Scanning Gate Interferometry on a Quantum Point Contact
我们介绍了一种新的扫描探针技术,来自扫描门显微镜(SGM),以研究在二维半导体器件的热电输运。热电扫描门显微镜(TSGM)包括测量由器件两端的温差引起的热电电压,同时扫描局部改变电位分布的极化尖端。我们应用这种技术进行量子点接触(QPC)中的热电输运的干涉。我们在SGM和TSGM图像中都观察到干涉图案,并且证明了在QPC的低密度区域中两个信号之间的巨大差异。特别地,在TSGM记录的干涉条纹中出现了大的相位跳变,这在SGM中是不可见的。我们讨论了这种差异的灵敏度使用的微观模型的实验,从内部或接近QPC的谐振水平的贡献的基础上。这项工作表明,扫描门显微镜与热电测量相结合,提供了新的信息相比,SGM,并提供了一个直接访问的设备传输相对于能量的导数,无论是在振幅和相位。
2019-03-15 cond-mat.mes-hall
Controlling the transmission line shape of molecular t-stubs and potential thermoelectric applications
描述电子输运的传输函数在由量子干涉效应引起的最小值附近可能出现不对称的线形。这种不对称性可用于增加分子结的热电效率。然而,到目前为止,不对称的线的形状只被经验性地发现,只有几个相当复杂的有机分子的线的形状与分子结构的关系的起源没有解决。在目前的工作中,我们介绍了一种方法来分析的结构依赖性的不对称性的干扰倾角从简单的两个网站紧束缚模型,其中一个网站对应于分子$π$轨道的电线和其他的原子$p_z$轨道的侧基,这使我们能够分析表征的峰形方面只有两个参数。我们评估我们的计划与第一性原理的电子输运计算的各种{ \it t-stub}分子,并解决其适用于热电应用。
2011-10-11 cond-mat.mes-hall
Quantum Interference Supernodes, Thermoelectric Enhancement, and the Role of Dephasing
本研究通过比特克尔探针揭示量子干涉超节点在退相干下的阶次选择规则,并证明非相干基底主导时热电性能的抑制具有普适性,为热电材料设计提供标度规律。
2025-10-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.other cond-mat.stat-mech
Searching the hearts of graphene-like molecules for simplicity, sensitivity and logic
如果多环芳烃(PAH)中心的量子干涉模式可以被分离和操纵,那么实现单分子电子学的潜力将迈出重要的一步。在这里,我们从实验和理论上证明,一个简单的,无参数的,分析理论的干扰模式的HOMO-LUMO间隙(简称为M-功能)的中点评估正确预测的电导率比芘,萘,蒽,蒽蒽或甘菊环心脏的分子。M函数为识别具有相位相干逻辑函数的分子和提高分子尺度干涉仪的灵敏度提供了新的设计策略。
2015-09-03 cond-mat.mes-hall
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
Thermoelectric effects in quantum dots
本文用数值重整化群方法研究了单电子晶体管(SET)和边耦合结构中的热电效应。正如预期的那样,计算的热导率和热功率曲线显示的近藤效应和Fano干扰的签名。热电势曲线也受到粒子-空穴不对称性的影响。
2009-04-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Investigation of coupling geometry and dimerization effects on thermoelectric properties of a C60 molecular transistor
本文用格林函数方法研究了线性响应区C_(60)分子晶体管的热电特性。紧束缚模型被用来调查的二聚化和耦合的电导,热电势和品质因数的几何形状的效果。增加分子与电极间的连接点,由于干涉效应,导致电导峰的数目减少。此外,热电势的振荡通过增加连接点来减少。还观察到,参与能量传输的载流子的种类取决于耦合几何形状。结果表明,连接点的增加会导致优值的降低。
2013-07-03 cond-mat.mes-hall
Exploring quantum interference in heteroatom-substituted graphene-like molecules
如果能够阐明和验证控制单分子量子干涉的设计原理,那么这将为在纳米器件和薄膜材料中开发这种效应奠定基础。当石墨烯类聚芳烃(PAH)的核心通过原子i和j弱耦合到外部电极时,单分子电导sigma-ij取决于连接原子i,j的选择。对应于不同连通性i,j和l,m的电导率比σ-ij/σ-lm由PAH核内的量子干涉确定。在本文中,我们研究如何改变这样的电导率时,“父”PAH核心内的碳原子之一被取代的杂原子,产生一个“女儿”分子。对于其中奇数位点仅连接到偶数位点的二分亲本核心,杂原子取代到奇数位点上的影响通过以下定性规则总结:(a)当i和j为奇数时,父代和子代都具有低电导(b)当i为奇数而j为偶数时,或者反之亦然,父代和子代都具有高电导(c)当i,j都为偶数时,父代具有低电导,而子代具有高电导。这些规则进行了验证,通过比较与密度泛函计算萘,蒽,芘和蒽蒽核通过两个不同的锚基团连接到金电极。
2016-02-16 cond-mat.mes-hall
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
Phonon Interference Effects in Molecular Junctions
我们研究了有机π共轭分子中声子的相干输运。利用第一性原理计算和格林函数方法,我们发现在交叉共轭分子(如间位连接的苯)中,声子传输函数表现出与类似分子中电子输运的理论和实验观察到的非常相似的破坏性量子干涉特征.在四种不同的交叉共轭分子中观察到的相消干涉特征相对于线性共轭类似物显著降低了热导率。这种通过化学修饰来控制热导的方法对于分子结的热电应用可能是重要的。
2013-08-12 cond-mat.mes-hall
Thermoelectric Enhancement of Series-Connected Cross-Conjugated Molecular Junctions
本研究通过多体量子输运理论发现,串联交叉共轭分子结中重复单元增加导致分裂节点谱的累积展宽,可显著增强热电势,优于超节点机制,为可扩展量子干涉热电材料提供新途径。
2025-10-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
Enhancement of the thermoelectric efficiency in a T-shaped quantum dot system in the linear and nonlinear regimes
在本论文中,我们研究了一个T型双量子点系统耦合到两个金属引线的热电性质,其中考虑了点内库仑相互作用。我们探讨的作用的干扰效应和库仑阻塞的热电效率的系统中的线性和非线性制度。我们还研究了在费米能附近的引线态密度(DOS)的Van-Hove奇异性的影响,这种情况可以使用碳纳米管、石墨烯纳米带或具有一维性质的其他接触来获得。在近藤温度以上对该体系进行了研究。电子电荷的库仑阻塞的研究使用哈伯德III近似,它适当地描述了这个政权的输运性质。在线性响应中,我们的结果显示了系统的热电势和品质因数的增强。在非线性情况下,计算了T型双量子点的热电效率和功率输出,得出T型双量子点是一种有效的热电器件的结论。此外,我们证明了在费米能附近的DOS Van-Hove奇点的重要性,以获得一个非常显着的系统的热电效率的增加。
2018-04-01 cond-mat.mes-hall
Thermoelectric fluctuations of interfering Majorana bound states
本文研究了耦合双干涉Majorana束缚态量子点的有限频率热电涨落,发现大电压下热电噪声的频率反对称性可区分Majorana与Andreev束缚态,为热电涨落实验探测Majorana干涉提供了新途径。
2025-03-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Interactions and thermoelectric effects in a parallel-coupled double quantum dot
本文研究了双量子点系统的非平衡输运性质,包括量子点内的电子-电子相互作用。在没有相互作用的情况下,系统支持连续统中的束缚态。当量子点的能级失谐时,这种状态被揭示为传输中的Fano反共振。使用Keldysh非平衡格林函数形式主义,我们发现,发生的Fano反共振存在的库仑排斥。我们给出了精确的预测,在连续的束缚态的实验检测。首先,我们计算的微分电导作为施加的电压和点的水平失谐的函数,并发现在金刚石结构中的交叉点被揭示为最小值,由于传输反共振。其次,我们确定响应于所施加的温度偏置的热电流。在线性状态下,量子干涉引起热电电导的尖峰。值得注意的是,我们发现相互作用引起的强电流的非线性大的热梯度,可能会导致几个非平凡的零的热电流。后一性质对于热电应用特别有吸引力。
2016-07-01 cond-mat.mes-hall
Fano effect in a thermally induced transport through a triple quantum dot within the Coulomb blockade regime
在目前的工作中,我们从理论上研究了热电输运和热传递的结,包括$T$形的双量子点耦合到双电极,并补充了第三个点在一个平行的配置。我们专注于库仑相互作用和量子干涉发生在所考虑的三重量子点的$T$形状的部分上的热电电子输运的组合效应。通过系统的传输研究在库仑阻塞制度的限制强点内的电子之间的相互作用超出线性响应制度。结果表明,在这些条件下,通过所考虑的系统的电荷和热传递可能会显着影响的量子干涉和点间库仑相互作用。
2022-04-14 cond-mat.mes-hall
Analytic treatment of the thermoelectric properties for two coupled quantum dots threaded by magnetic fields
耦合双量子点(c-2 QD)连接到引线已被广泛采用的原型模型系统,以验证在纳米尺度上的量子输运的干涉效应。我们在这里提供了一个分析研究的热电性能的c-2量子点系统的均匀磁场穿透。完全解析和易于使用的表达式推导出所有的动力学泛函的兴趣。在绿色0 s函数形式主义,我们的研究结果允许一个简单的廉价的程序的理论描述的热电现象为不同的化学势和温度的水库,不同的线程磁通量,点的能量和interdot相互作用,此外,他们提供了一个直观的指导参数化系统的哈密顿量的最佳性能的现实设备的设计。我们已经发现,热电势S可以提高十倍以上,通过存在一个线程磁场的优值ZT提高一百倍以上。最重要的是,我们表明,磁通量也增加了最大功率输出条件下的设备的性能。
2017-11-29 cond-mat.mes-hall
Coherent control of thermoelectric currents and noise in quantum thermocouples
本研究针对三端量子热电偶的热电响应调控问题,提出通过与热源的相位相干耦合、利用量子干涉提升热电性能的方法,所设计的扫描探针-双共振隧穿结构在功率、效率和噪声抑制上均优于非相干装置。
2024-01-25 cond-mat.mes-hall quant-ph
Extrinsic thermoelectric response of coherent conductors
研究了相干导体与扫描探针接触时的热电响应。耦合到探头具有双重效果,允许控制的局部注入到系统中的热流和诱导的传输系数的干扰模式。这足以产生多端热电效应,即使导体没有有效地打破电子-空穴对称性并且尖端没有注入电荷。考虑到一个简单的模型,为非相互作用的电子,我们发现一个非本地的热电响应,这是由热探针尖端的位置调制,和非互易的纵向响应,导致热电二极管效应。退相和准弹性散射的影响的一个单独的调查提供了进一步的见解所涉及的不同机制。
2022-06-02 cond-mat.mes-hall quant-ph
Thermoelectric Signatures of Kondo Physics in Geometry-Tunable Double Quantum Dots
Gerencia de Investigación y Aplicaciones, GAIDI, CNEA(应用研究管理部,GAIDI,CNEA);Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas(国家科学研究委员会);Centro Atómico Bariloche, GAIDI(巴里洛切原子中心,GAIDI)
研究通过几何调节双量子点系统,揭示Kondo峰和卫星特征对几何结构的敏感性,以及Seebeck系数的非单调行为,为纳米器件优化提供新思路。
2025-12-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Thermopower signatures and spectroscopy of the canyon of conductance suppression
不同传输通道之间的量子点中的干涉效应可以导致电导的强烈抑制,其像峡谷一样穿过公共电导图[Phys.Rev.Lett. 104,186804(2010)]。在目前的工作中,我们考虑的热电输运性质的峡谷电导抑制使用二阶冯诺依曼方法。我们观察到的热电势的零点的特征信号。这表明,热电测量是一个有趣的互补工具,研究复杂的现象,通过有限的系统传输。
2016-07-02 cond-mat.mes-hall
Microwave-driven Floquet-Fano interference in a ring-chord quantum dot structure for enhanced spin-caloritronic performance
Saha Institute of Nuclear Physics(萨哈核物理研究所);Homi Bhabha National Institute(霍米·巴巴国立研究所)
研究微波驱动下环弦几何四量子点纳米结构中的Floquet-Fano干涉,通过非平衡格林函数和Floquet理论,实现ZT≈12和自旋热电优值Z_sT≈18的高性能。
2026-05-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Impact of electron-electron interactions on the thermoelectric efficiency of graphene quantum point contacts
热电材料开辟了一条利用耗散能量的途径,使电子设备的能耗更低。热电转换需要具有强烈抑制的热导率但仍具有高电子传导的材料。这一目标在很大程度上是在纳米结构材料的帮助下实现的,即使大块材料的效率不高。在这项工作中,我们研究了如何在低温下提高热电效率的石墨烯纳米带中的多体效应。为此,我们从平均场近似下的Kane-Mele-哈伯德模型出发,对扶手椅型和锯齿型石墨烯纳米带的热电效率进行了大量的数值研究.我们考虑两种不同的制度,即平凡和拓扑绝缘体。我们发现,电子-电子相互作用是至关重要的干涉现象,引起纳米带的热电效率的增强的外观。最后,我们还提出了一个实验装置,这将有助于测试我们的结论的有效性。
2022-03-04 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall
Control of thermoelectric properties of phase-coherent molecular wires
我们演示了如何氧化还原控制的分子内量子干涉相位相干分子线可以用来提高热电势(塞贝克系数)S和热电系数的优点ZT的单分子连接到纳米间隙电极。利用第一性原理理论,我们研究了一族九个分子的热电性质,这是由二硫醇封端的低聚(苯乙炔)(OPEs)含有各种中心单元。独特的是,该家族的一个分子具有通过三键连接到与金电极结合的末端硫原子的基于共轭并苯的中心骨架,并包含完全共轭的氢醌中心单元。我们表明,S和电子贡献ZelT的品质因数ZT可以显着提高通过氧化的氢醌,以产生第二个分子,它具有交叉共轭蒽醌中心单元。这种增强源于前者的π共轭到后者的交叉共轭的转换,这促进了费米能处尖锐的反共振的出现。与其余七个共轭分子的热电性能的比较表明,如此大的S和ZelT值是前所未有的。我们还评估了声子对热导的贡献,这使我们能够计算完整的品质因数ZT = ZelT/(1 + \k{appa} p/ \k{appa} el),其中\k{appa} p是声子对热导的贡献,\k{appa} el是电子贡献。对于非结构化金电极,需要\k{appa} p/ \k{appa} el >> 1,因此需要降低\k{appa} p的策略以实现最高可能的品质因数。
2015-09-09 cond-mat.mes-hall
Thermoelectric transport in junctions of Majorana and Dirac channels
研究了三维拓扑绝缘体表面覆盖超导和磁性绝缘膜的手征约瑟夫森接触中的热电流和热导。接触由两个结的Majorana和狄拉克通道旁边的两个超导体。几何不对称导致没有相位偏置的超电流。狄拉克费米子的干涉引起电流和热流的振荡,其非常规周期$2Φ_0=h/e$是Aharonov-Bohm通量的函数。由于Majorana模的无隙特性,热电效应没有阈值,电流-通量关系是非正弦的。根据磁通量,电流的方向可以是从热引线到冷引线,反之亦然。
2017-05-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Phase-controlled quasi-bound states in the continuum and thermoelectric enhancement in Majorana-quantum-dot nanostructures
Universidad Técnica Federico Santa María(费德里科·圣玛丽亚技术大学);Universidad Andres Bello(安德烈斯·贝略大学);Universidad Tecnológica Metropolitana(大都会理工大学);Pontificia Universidad Católica de Valparaíso(瓦尔帕莱索天主教大学);Universidad de Antofagasta(安托法加斯塔大学)
研究马约拉纳零模与连续统中束缚态相互作用对交叉条形量子点热电响应的影响,用格林函数等方法分析,发现对称性破缺等可调控热电响应,超导相位控制效果显著,确定其为调控拓扑混合纳米结构电子响应的有效手段。
2026-07-20 cond-mat.mes-hall
Mesoscopic Aharonov-Bohm Interferometers:Decoherence and Thermoelectric Transport
分析了介观Aharonov-Bohm(A-B)电子干涉仪的两个重要特性:与其他自由度耦合引起的退相干和电荷与热量的耦合输运。本文首先回顾了电子干扰的退相干原理。然后,我们分析了热电输运在一个环线程这样的通量,与分子桥上的一个手臂。载流子还可以与分子振动非弹性地相互作用。这个纳米系统连接到三个终端;其中两个是电和热的,保持在稍微不同的化学势和温度,第三个是纯粹的热。例如,声子浴使分子振动热化。当该第三端子保持在与电子库的温度不同的温度下时,通常在电子库之间产生电流和热流。同样,电子端子之间的电压和/或温度差导致热端子和电子端子之间的热流。这些转换(由于电子和振动之间的能量交换)和它们的依赖关系的传输系数进行了分析。最后讨论了这些非弹性事件引起的退相干。
2013-06-07 cond-mat.mes-hall
Thermoelectric effect in the Kondo dot side-coupled to a Majorana fermion
研究了拓扑超导导线两端形成的两个马约拉纳费米子(MF)之一与相互作用量子点侧耦合的线性热电响应。我们采用数值重整化群技术,以获得热电电导$L$以及电导$G$时,背景温度$T$和点门调谐。我们区分两种传输制度,其中$L$显示不同的功能:弱- $(Γ_{m} < T_{K})$和强耦合$(Γ_{m} > T_{K})$制度,其中$Γ_{m}$和$T_{K}$是马约拉纳点耦合和近藤温度,分别。对于一个理想的(无限长)纳米线的马约拉纳端态不重叠$(ε_{m} = 0)$,热电电导$L$在弱耦合制度表现出一个峰值在$T \sim Γ_{m}$。该峰归因于非对称近藤共振和零能MF模式之间的反Fano共振。有趣的是,在强耦合制度,近藤诱导的峰在$L$移动由于MF诱导的塞曼分裂的点。对于有限但很小的$ε_{m} > 0$,两个MF之间的干扰恢复了在较小能量尺度$Γ^{\prime}_{m}$的点中的近藤效应,并在$L$中在$T \sim Γ^{\prime}_{m}$处产生了一个额外的峰,其符号与$T\simΓ_{m}$处的符号相反。在强耦合制度,这个额外的峰值可以导致$L$相对于点栅极的非单调行为。最后,我们研究了一个普通的自旋极化费米子耦合到点的情况,并通过比较两种情况来识别MF的指纹。
2014-08-21 cond-mat.mes-hall
Phase-tunable thermoelectricity in a Josephson junction
超导隧道结是构成超导量子线路的基本单元,在量子传感和量子计算中有着广泛的应用。在以前的工作中,我们预测了在电子-空穴对称系统中存在非线性热电效应,即在两个不同超导体之间的热偏置隧道结中,约瑟夫森效应被抑制。在本文中,我们研究的相位相干贡献的热电效应的影响,通过调整的约瑟夫森耦合的大小改变磁通的直流超导量子干涉器件(dc-SQUID)。对于抑制约瑟夫森耦合,系统产生有限的平均热电信号,结合到振荡由于标准的交流约瑟夫森现象。在大的约瑟夫森耦合,热电感应振荡行为与零平均值的电流/电压的振幅和频率相关联的约瑟夫森耦合强度,并最终调谐的dc-SQUID的磁通量。总之,我们证明了能够控制的动力学自发破缺的电子空穴对称性。此外,我们计算如何施加到dc-SQUID和电路的集总元件的通量确定整个结构的热电信号的频率,我们设想一个频率调制应用。
2020-06-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Tuning the thermal conductance of molecular junctions with interference effects
我们提出了一个\emph{ab initio}研究的干扰效应的作用,在单分子结的热导。更准确地说,使用基于密度泛函理论的第一性原理输运方法,我们分析了基于几种苯和低聚亚苯基乙炔衍生物的单分子结中的相干声子输运。我们发现,这些结的热导率可以通过包含取代基,诱导相消干涉效应,并导致相对于未改性的分子的热导率的降低进行调谐。特别是,我们证明了这些干扰效应表现为声子传输中的反共振,其能量位置可以通过改变取代基的质量来控制。我们的工作为分子结中的热管理提供了明确的策略,更一般地说,在纳米结构的金属-有机混合系统中,这对于确定这些系统如何作为高效的能量转换设备(如热电发电机和冰箱)非常重要。
2017-12-01 cond-mat.mes-hall
Quantum coherent control of nonlinear thermoelectric transport in a triple-dot Aharonov-Bohm heat engine
本文研究三量子点 Aharonov-Bohm 热机中量子相干与高次谐波对非线性热电输运的影响,发现 AB 相位为 π/2 且点间隧穿与点-导线耦合相当时可实现最优效率与功率,并揭示几何不对称和宽带极限条件可进一步提升功率输出。
2023-11-09 cond-mat.mes-hall
Thermoelectric performance of quantum dots embedded in an Aharonov-Bohm ring: a Pauli master equation approach
本研究通过Pauli主方程方法,发现AB环中量子点对称排列及磁通量调控可显著提升热电优值至约0.43,为纳米结构热电性能优化提供新途径。
2025-04-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Universality and the thermoelectric transport properties of a double quantum dot system: Seeking for conditions that improve the thermoelectric efficiency
本文利用Onsager系数普适关系研究串联双量子点系统的热电效率,证明单量子点在Kondo区无法达到Carnot极限,而将一点保持在电子-空穴对称点并利用另一点的电荷涨落可实现高效热电条件,并识别出两类准BICs。
2024-05-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Thermal junctions controlled with Aharonov-Bohm phases
本研究提出利用 Aharonov-Bohm 效应和三端构型中的磁通诱导互易性破缺来操控电子热流,实现热电增强、热输运抑制及热循环,为纳米尺度热管理器件提供方案。
2024-09-06 cond-mat.mes-hall quant-ph
Coherent control of thermoelectric performance via engineered transmission functions in multi-dot Aharonov-Bohm heat engine
School of Basic Sciences, Indian Institute of Technology Bhubaneswar(印度技术学院布巴内斯瓦尔基础科学学院);Thayer School of Engineering, Dartmouth College(达特茅斯学院塞耶工程学院)
本研究理论探究多量子点AB热电热机的量子干涉调控策略,通过设计传输函数平衡功率与效率,确定最优参数区间,验证量子点数量、结构不对称性等对性能的影响,为高性能量子热电器件提供新路径。
2025-09-03 cond-mat.mes-hall quant-ph
Phase-Tunable Temperature Amplifier
相干电子学是相干电子学的热对应物,自2012年发现热干涉以来,它引起了越来越多的关注。热干涉仪,二极管,晶体管和纳米阀已被理论上提出和实验证明,利用量子相位差的两个超导体之间的耦合通过约瑟夫森结。到目前为止,量子相位调制器已经以超导量子干涉器件(SQUID)或超导量子干涉邻近晶体管(SQUIPT)的形式实现。因此,为了操纵热传输,外部磁场是必要的。在这里,我们从理论上提出了第一个片上全热电子器件:相位可调温度放大器。利用最近发现的热电效应在自旋分裂超导体耦合到自旋极化系统,通过温度梯度,我们产生的磁通量控制通过温度偏置SQUIPT的输运。通过采用常用的材料和几何兼容的国家的最先进的纳米制造技术,我们模拟的温度放大器的行为,并定义了一些数字的优点,在完全模拟电压放大器。值得注意的是,我们的架构确保无限输入热阻,最大增益约为11和效率达到95%。这种器件概念可能代表了相干热电子器件的突破,并为辐射传感,热逻辑和量子信息的应用铺平了道路。
2017-09-29 cond-mat.mes-hall
Basic concepts in single-molecule electronics
本教程概述了基本的理论概念和工具,支持通过单分子的相位相干电子输运的基本原理。感兴趣的关键量是透射系数T(E),其产生单分子器件的电导、电流-电压关系、热电势S和热电优值ZT。由于T(E)受量子干涉(QI)的强烈影响,QI在单分子中的三种表现形式,即马赫-曾德尔干涉,Breit-Wigner共振和Fano共振进行了讨论。提供了一个简单的MATLAB代码,它允许新手读者探索QI在多分支结构所描述的紧束缚(休克尔)哈密顿。更一般地说,物质的具体运输模型的基础上密度泛函理论的优势和局限性进行了讨论。
2016-01-02 cond-mat.mes-hall
Mesoscopic Physics and Nanoelectronics
重新考察了电子在某些模型量子系统中的输运性质。给出了一个简单的紧束缚框架来描述系统,其中所有的数值计算都是使用格林函数形式主义。首先,我们展示了四种不同的多环烃分子,即苯,萘,蒽和并四苯的电子输运。据观察,通过这些分子导线的电子传导是高度敏感的分子-电极耦合强度和量子干涉的电子波通过不同分支的分子环。我们的研究预测,要设计一个分子电子器件,除了分子本身,分子耦合和分子与电极的界面几何形状是非常重要的。其次,基于Aharonov-Bohm效应的概念,我们对利用简单介观环设计经典逻辑门进行了深入的研究。单个介观环或两个这样的环被用于建立逻辑运算,其中关键控制参数是由环穿过的磁通量。这一分析结果对制作中纳米级逻辑门具有一定的参考价值。最后,我们使用Landauer-Büttiker形式主义解决了通过单个苯分子的多终端量子输运。非常有趣的是,我们看到三端苯分子可以作为电子晶体管工作,并且这种现象通过电流-电压特性得到了证明。所有这些电子输运的基本特征可以为研究电子在多终端量子系统中的传导提供一个基本的理论框架。
2011-03-21 cond-mat.mes-hall
Quantum transport through a "charge" Kondo circuit: effects of weak repulsive interaction in Luttinger Liquid
本文研究了量子点在温度为$T+ΔT$时与一个电极弱耦合,在参考温度为$T$时与另一个电极强耦合的“电荷”Kondo电路中的量子输运.为了考虑QD-QPC系统中库仑相互作用的影响,我们用Luttinger参数$g$描述量子线路中的边缘电流.结果表明,电导$G\propto T^{2/g}$和热电系数$G_T\propto T^{1+2/g}$的温度依赖性偏离了费米液体(FL)理论的预测。相比之下,热电功率$S=G_T/G\propto T$在单通道近藤效应机制中的行为与FL范例一致。我们证明了量子点中的介观库仑阻塞和Luttinger液体$g=1-α$ $(α\ll 1)$中的弱排斥相互作用之间的相互作用导致了热电势的增强。这种增强归因于破坏性量子干涉效应抑制了“电荷”电路中的近藤关联。
2020-01-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Phase-Coherent Charge Transport through a Porphyrin Nanoribbon
该研究证明卟啉纳米带分子结中的电子传输保持相位相干,器件作为石墨烯法布里-珀罗干涉仪,通过静电门控在多种氧化态下实现干涉增强电流达千倍,为单分子器件中的量子相干研究提供了新平台。
2022-09-05 cond-mat.mes-hall physics.chem-ph
Spin-resolved thermal signatures of Majorana-Kondo interplay in double quantum dots
从理论上研究了T型双量子点与拓扑超导纳米线耦合的Majorana零能模的热电输运性质。使用数值重整化群方法进行计算,重点是输运制度,系统表现出两阶段的近藤效应。结果表明,Majorana准粒子泄漏到双点系统中导致近藤效应第二阶段的半抑制,这一现象通过电荷和热导的分数值揭示出来,并在Seebeck系数中引起新的共振.热传导满足修正的Wiedemann-Franz定律。最后,强电子相关性的马约拉纳诱导的干扰的相互作用进行了讨论的自旋塞贝克效应,所考虑的设置的一个独特的功能的行为。
2022-02-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Level anticrossing effect in single-level or multilevel double quantum dots: Electrical conductance, zero-frequency charge susceptibility and Seebeck coefficient
研究了双量子点系统的电学和热电性质。我们考虑的情况下,单级和多级量子点,无论它们是耦合的方式,无论是在一个串联或并联安排。计算是用非平衡格林函数理论进行的。在单能级双量子点的情况下,该问题是完全可解的,而对于多能级双量子点,在能量无关跳跃积分的极限下,得到了解析解。我们提出了一个详细的讨论有关的电导,零频率电荷磁化率和塞贝克系数的依赖性上的栅极电压施加到点,使我们能够得到的电荷稳定性图。研究结果与实验观察结果一致,特别是当改变栅极电压时,塞贝克系数发生连续的符号变化。我们解释的成键和反键状态的水平反交叉效应,它发生在一个有限的点间耦合的存在下产生的结果。我们表明,在平衡时,在电荷稳定性图中具有不同的点占据的域之间的边界线,发生时,成键和反键状态的水平对齐的化学势的铅。最后,总的点占有率被发现是相当大的减少,在平行的情况下,与串联的情况相比,{每当}在每个点的能级能量是相等的。我们将这种下降解释为每个点提供的两条电子传输路径存在时发生的干涉效应的直接表现。
2020-09-25 cond-mat.mes-hall