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
Observation of the nonlinear chiral thermoelectric Hall effect in tellurium
本研究在室温手性碲中实验观测到非线性手性热电霍尔效应，电压为μV量级且符号随晶体手性反转，为热管理与能量收集提供新材料机制。
2025-03-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Nonlinearity-driven Topology via Spontaneous Symmetry Breaking
Istituto dei Sistemi Complessi, Consiglio Nazionale delle Ricerche（复杂系统研究所，意大利国家研究委员会）；Physics Department, University of Rome, “La Sapienza”（罗马大学“萨皮恩扎”物理系）；Université Paris Cité, CNRS, Matériaux et Phénomènes Quantiques（巴黎西岱大学，法国国家科学研究中心，物质与量子现象实验室）
研究通过非线性相互作用结构自发破缺对称性，产生非平凡拓扑相，揭示拓扑与非线性间的深层联系。
2025-03-15 cond-mat.mes-hall quant-ph
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
Nonlinear thermoelectricity with electron-hole symmetric systems
在线性状态下，两个导体之间的热电效应只有在电子-空穴对称性明确破缺的情况下才可能发生。我们考虑两个电极之间的隧道结，并表明，这种情况下不再需要以外的线性制度。特别是，我们证明了一个热偏置结可以显示绝对负电导（ANC），因此热电功率，在一个小的，但有限的电压偏置，提供的状态密度的一个电极是有间隙的，另一个是单调递减。我们考虑一个原型系统，满足这些要求，即两个不同的超导体之间的隧道结的约瑟夫森贡献被抑制。我们讨论了这种基于系统中电子-空穴对称性自发破缺的非线性热电效应，描述了它的主要优值，并讨论了一些可能的应用。
2020-03-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech cond-mat.supr-con
Microwave-assisted thermoelectricity in SIS' tunnel junctions
研究了非对称超导隧道结中光子辅助隧穿与双极热电效应的相互作用，揭示了微波辅助热电机制及多稳态解，提出可用于检测毫米波信号的热电器件。
2023-04-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Efficiency bounds on thermoelectric transport in magnetic fields: The role of inelastic processes
我们研究了一个有效的二端热电器件的效率下打破时间反演对称性。该设置是从一个三端热电装置，包括一个热终端和两个电子接触，在磁场。我们发现，打破时间反演对称性的存在下的非弹性的电子-声子过程可以显着提高品质因数提供电功率通过从声子浴提供热量，超过一个用于生产的电功率通过投资热功率从电子热流。这种器件的效率受原始三端结的熵产生的非负性的限制。在最大功率下的效率可以非常接近卡诺效率，但是随后电功率消失。
2016-09-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech quant-ph
Spin-valley physics in anomalous thermoelectric responses of the spin-orbit coupled $α$-$T_3$ system with broken time-reversal symmetry
University of North Bengal（北孟加拉大学）
研究自旋轨道耦合$\alpha$-$T_3$系统中，时间反演对称性破缺的磁化如何调控自旋和谷依赖的反常霍尔和能斯特信号，实现近完全极化。
2026-06-23 cond-mat.mes-hall
Nonlinearity-induced symmetry breaking in a system of two parametrically driven Kerr-Duffing oscillators
本文研究一对非线性耦合的Kerr-Duffing振荡器在参数驱动下的经典动力学，发现即使驱动相同，改变失谐也能使系统从对称解过渡到对称性破缺解。
2024-11-08 cond-mat.mes-hall physics.class-ph physics.optics
Strongly-Correlated Thermoelectric Transport beyond Linear Response
我们研究了具有强现场相互作用的量子杂质系统的非线性热电输运。我们表明，通过相互作用的量子杂质与电子库在显着不同的温度下接触的稳态传输可以被捕获的有效平衡密度矩阵，表示competencies在李普曼-Schwinger运营商的系统。此外，储层可以保持在任意的化学势。温度梯度和偏置电压之间的相互作用引起了一个非平凡的打破强相关制度中的粒子-空穴对称性，表现在Abrikosov-Suhl局域电子共振。这种纯粹的多体效应与实验结果一致，超出了平均场理论的范围。
2013-12-31 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el
Bipolar Thermoelectricity in Bilayer-Graphene--Superconductor Tunnel Junctions
研究双层石墨烯与BCS超导体隧道结中由粒子-空穴对称性自发破缺引发的非线性双极热电效应，通过开启和控制BLG能隙实现高达1 mV/K的Seebeck系数和1 nW/μm²的功率密度，为热电器件应用提供新途径。
2023-04-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Probing the anomalous symmetry-breaking in kagome material CsV3Sb5 via third-order nonlinearity
National Laboratory of Solid-State Microstructures, Collaborative Innovation Center of Advanced Microstructures, Jiangsu Physical Science Research Center, and School of Physics, Nanjing University（南京大学固体微结构物理国家重点实验室、先进微结构协同创新中心、江苏物理科学研究中心和物理学院）；Institute of Atom Manufacturing, Nanjing University（南京大学原子制造研究所）；Jiangsu Provincial Key Laboratory of Atomic Level Manufacturing, Nanjing Institute of Atomic Scale Manufacturing（江苏省原子级制造重点实验室、南京原子尺度制造研究所）；School of Physics and Electronic Information, Jiangsu Second Normal University（江苏第二师范学院物理与电子信息学院）
本研究通过三阶非线性输运测量，在kagome材料CsV3Sb5中观测到室温稳定的巨大非线性响应，并揭示其由量子几何和外在散射共同主导，为探测反常对称性破缺提供了新方法。
2026-09-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Nonlinearity induced topological physics in momentum space and real space
在动量空间和实空间中研究了非线性格点系统的非线性诱导拓扑性质。实验上可实现通过克尔效应对光子波导系统，我们的工作模型描绘现场非线性添加到苏-施里弗-海格尔（SSH）模型加上手征对称性破缺项。在非线性边界条件下，随着非线性强度的增加，两个非线性能带逐渐接近手征对称SSH模型的能带。此外，我们帐户的Zak相位的校正，并获得非线性Zak相位的一般表达式。对于足够强的非线性，发现所有非线性Zak相位的和（不是所有常规Zak相位的和）被量化。在实空间中，我们发现非线性孤子与相应的手征对称线性系统的拓扑保护边态之间存在着很强的相互作用。非线性可以恢复两个边缘孤子态之间的简并，尽管是一个手征对称性破缺项。我们还揭示了即使当相关的线性系统是在拓扑平凡制度的间隙孤子的拓扑起源。这些动量空间和实空间的结果清楚地表明了非线性引起的新的拓扑特征，表明非线性晶格系统中的拓扑物理远比以前认为的要丰富。
2020-06-17 cond-mat.mes-hall nlin.PS
Quantum Kinetic Theory of Nonlinear Nernst Effect
长期以来，人们一直在探索Berry曲率对时间反演对称性破缺材料输运性质的影响。在时间反演对称材料中，在线性区域将不存在由Berry曲率引起的热电流。然而，非磁性和非中心对称材料中可以显示出非线性霍尔电流，其中Berry曲率偶极子起着重要作用。大多数研究都是从半经典玻尔兹曼方程出发。本文给出了非线性能斯特效应的量子动力学理论，并介绍了一种新型的Berry曲率偶极子：热电Berry曲率偶极子。这种新的Berry曲率偶极子也将在非线性区域诱导热电输运，即使在时间反演不变的晶体。我们也将我们的理论应用到拓扑晶体绝缘体与倾斜狄拉克锥。
2020-12-12 cond-mat.mes-hall quant-ph
Spontaneous symmetry breaking-induced thermospin effect in superconducting tunnel junctions
讨论了两个Bardeen-Cooper-Schrieffer（BCS）超导体之间的电荷和自旋隧穿电流，其中一个态密度是自旋分裂的。在存在一个大的温度偏置在整个结，我们预测的自旋极化热电流的产生。这种热自旋效应是在没有极化隧道势垒的情况下自发粒子-空穴对称性破缺的结果。这两个自旋组件，在相反的方向上移动，产生一个自旋电流大于纯极化的情况下，当热活性成分占主导地位的耗散之一。
2021-10-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
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
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
Thermopower of a Quantum Dot in a Coherent Region
从理论上研究了相干电子通过量子点传输产生的热电功率。除了与共振峰相关的已知特征之外，我们还发现了一种新的显著结构出现在峰之间。这种结构产生于所谓的传输零点，这是通过几个量子能级的相干传输的特征。由于对量子点中的相位破坏效应的敏感性，这种新颖的结构表明了电子传输中的相干程度。
2006-11-20 cond-mat.mes-hall
Light Driven Spontaneous Phonon Chirality and Magnetization in Paramagnets
本研究揭示自旋-声子耦合的内在非线性，通过线偏振光驱动顺磁体实现自发对称性破缺，产生相干手性声子与非零磁化，建立了解析自洽方程并给出参数区间与候选材料，为磁性材料非线性研究及磁化调控提供新方向。
2023-08-02 cond-mat.mes-hall
Giant second-order nonlinearity in twisted bilayer graphene
在二阶响应状态下，只要系统是非中心对称的，霍尔电压可以不为零而不破坏时间反演对称性。非线性霍尔效应（NLHE）的产生有多种机制，它们具有不同的标度规则。内禀贡献与Berry曲率偶极密切相关，最近得到了广泛的研究。然而，外部贡献的研究却很少，尽管它可以进入NLHE甚至在领先的顺序。在这里，我们报告了一个巨大的非线性输运响应TBG，其中的内在机制是禁止的。二阶非线性的大小和方向可以通过栅极电压有效地调节。接近莫尔带完全填充的二阶霍尔电导率的峰值达到8.76 $μmSV^{-1}$，比在$WTe_2$中检测到的大四个数量级。所观察到的巨大的二阶非线性可以理解从合作的静态（库仑杂质）和动态的障碍（声子）在非中心对称晶体的电子的不对称散射。在1.7K时，它主要由杂质的斜散射贡献决定。声子的斜散射具有更大的耦合系数，并随着温度的升高而变得和杂质的贡献一样重要。我们的观察表明，TBG在研究非线性响应和可能的整流应用的潜力。
2022-04-21 cond-mat.mes-hall
Breaking of Galilean invariance in the hydrodynamic formulation of ferromagnetic thin films
铁磁体中的微波磁动力学通常在对应于明确定义的磁态的调制的小振幅或弱非线性区域中进行研究。然而，强非线性制度，其中上述近似是不适用的，已成为实验上可访问的。通过重新解释的Landau-Lifshitz运动方程的运动，我们推导出一组精确的方程的色散流体动力学形式，是服从分析研究，即使完全非线性和交换色散。由此产生的方程，在一般情况下，打破伽利略不变性。磁马赫数作为静态和运动参考系的函数。最简单的一类解被称为均匀流体动力学状态（UHS），其表现出类似流体的行为，包括在亚声速下的层流和在超音速下的马赫锥和波前的形成。调制不稳定的制度也是可能的，其中UHS是非常不稳定的。水动力解释器
2016-12-24 cond-mat.mes-hall
Wideband Coherent Microwave Conversion via Magnon Nonlinearity in Hybrid Quantum System
本文提出在金刚石氮-空位中心与CoFeB磁性薄膜构成的混合量子系统中，利用磁振子非线性实现0.1至12 GHz宽带微波频率转换，最高达第25阶，并展示其在频率检测和量子比特相干控制中的应用。
2024-07-03 cond-mat.mes-hall physics.app-ph quant-ph
Asymmetric Andreev Reflection Induced Electrical and Thermal Hall-like Effects in Metal/Anisotropic Superconductor Junctions
通过研究非相对论和相对论两种情况下金属/超导体结的非平衡输运，我们揭示了在无磁场的情况下，各向异性超导体的非对称Andreev反射能够引起电学和热学的类霍尔效应.也就是说，纵向电压或温度偏置可以分别仅通过非对称Andreev反射来感生横向电流或热电流。特别地，横向热电效应，即，的Ettingshausen样效应，被确定，虽然共轭能斯特效应是缺席。文中还讨论了这些类霍尔电流和类霍尔热电流的方向变化。这里揭示的类霍尔效应不需要传统的时间反演对称破缺，而是源于由于超导体的各向异性配对对称性引起的关于界面法线的镜像对称破缺。
2014-02-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Symmetry-breaking bifurcation of coupled topological edge states
National Key Laboratory of Radar Detection and Sensing, School of Electronic Engineering, Xidian University（西安电子科技大学电子工程学院雷达探测与感知技术国家重点实验室）
该研究通过非线性拓扑晶格中的耦合拓扑边缘态对称破缺分支，揭示了自发对称破缺的通用机制。
2026-02-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas nlin.PS
Nonlinearity in the Dark: Broadband Terahertz Generation with Extremely High Efficiency
等离子体超材料和超表面为开发超越传统非线性材料限制的高性能太赫兹发射器和探测器提供了新的机会。然而，简单的元原子的二阶非线性应用遇到基本的权衡，在必要的对称性破缺和局部场的增强，由于辐射阻尼是固有的操作谐振模式，不能单独控制。在这里，我们提出了一个新的概念，消除了这种限制阻碍提高太赫兹产生效率的非线性超表面的基础上金属纳米谐振器。这是通过将在近场中局部驱动非线性纳米谐振器的谐振暗态超颖表面与特定的空间对称性相结合来实现的，该空间对称性使得纳米谐振器的辐射线性矩能够进行相消干涉，并且经由泵浦辐射到暗模式的同时电和磁临界耦合来实现完美的吸收。我们的建议允许消除线性辐射阻尼，同时保持建设性的干扰和有效的辐射的非线性组件。我们数值计算表明，一个巨大的二阶非线性极化率约千亿分之一m/V，一个订单的改善相比，以前报道的开口环谐振器超颖表面，相应地，2个数量级的增强太赫兹能量提取预期与我们的配置在相同的条件下。我们的研究提供了一个高效率可调非线性元器件的范例，并为革命性的太赫兹技术和光电纳米电路铺平了道路。
2019-01-19 cond-mat.mes-hall physics.optics
Emergence and control of heat current from strict zero thermal bias
开发用于控制能量传输的纳米器件是一个不断增长的挑战。一个悬而未决的问题是，我们是否可以创建和控制热流在{ \it严格零热偏压}，如果是的话，如何做到这一点，在本文中，我们证明了一个非线性不对称系统，当推出平衡，可以产生热流在没有热偏压。在很宽的参数范围内的热流的出现和控制进行了研究。我们的结果揭示了以下三个必要条件：非平衡源，对称性破缺和非线性。我们还表明，当热浴相关，对称性破缺是足以产生热流。
2010-02-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech physics.class-ph
