論文の概要: Coherent Transport in Periodically Driven Mesoscopic Conductors: From
Scattering Matrices to Quantum Thermodynamics
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2002.11063v1
- Date: Tue, 25 Feb 2020 17:34:31 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-06-01 23:55:32.557967
- Title: Coherent Transport in Periodically Driven Mesoscopic Conductors: From
Scattering Matrices to Quantum Thermodynamics
- Title（参考訳）: 周期駆動メソスコピック導体におけるコヒーレント輸送:散乱行列から量子熱力学へ
- Authors: Kay Brandner
- Abstract要約: フロッケ散乱振幅は、周期的に駆動されるサンプルを通して輸送キャリアの遷移を記述する。
この枠組みは熱力学の第1法則と第2法則と本質的に一致していることを示す。
我々はグリーン・クボ関係を一般化し, 温度と化学的ポテンシャルの小さな変化に対する平均電流の応答を表現できるようにする。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Scattering theory is a standard tool for the description of transport
phenomena in mesoscopic systems. Here, we provide a detailed derivation of this
method for nano-scale conductors that are driven by oscillating electric or
magnetic fields. Our approach is based on an extension of the conventional
Lippmann-Schwinger formalism to systems with a periodically time dependent
Hamiltonian. As a key result, we obtain a systematic perturbation scheme for
the Floquet scattering amplitudes that describe the transition of a transport
carrier through a periodically driven sample. Within a general multi-terminal
setup, we derive microscopic expressions for the mean values and
time-integrated correlation functions, or zero-frequency noise, of matter and
energy currents, thus unifying the results of earlier studies. We show that
this framework is inherently consistent with the first and the second law of
thermodynamics and prove that the mean rate of entropy production vanishes only
if all currents in the system are zero. As an application, we derive a
generalized Green-Kubo relation, which makes it possible to express the
response of any mean currents to small variations of temperature and chemical
potential gradients in terms of time integrated correlation functions between
properly chosen currents. Finally, we discuss potential topics for future
studies and further reaching applications of the Floquet scattering approach to
quantum transport in stochastic and quantum thermodynamics.
- Abstract（参考訳）: 散乱理論は、メソスコピック系における輸送現象を記述するための標準ツールである。
本稿では、電界または磁場の振動によって駆動されるナノスケール導体に対するこの方法の詳細な導出について述べる。
我々のアプローチは、周期時間依存ハミルトニアン系への従来のリップマン・シュウィンガー形式主義の拡張に基づいている。
その結果, フラケット散乱振幅の系統的摂動スキームが得られ, 周期的に駆動される試料を通して輸送キャリアの遷移を記述する。
一般的なマルチ端末構成では, 平均値と時間積分相関関数, 物質およびエネルギー電流のゼロ周波ノイズの顕微鏡的表現を導出し, 先行研究の結果を統一する。
この枠組みは熱力学の第1および第2法則と本質的に一致することを示し、エントロピー生成の平均速度は系内の全ての電流がゼロである場合にのみ消滅することを示す。
応用として、グリーン・クボ関係を一般化し、適切な選択された電流間の時間積分相関関数を用いて、温度と化学的ポテンシャル勾配の小さな変化に対する平均電流の応答を表現できるようにする。
最後に,今後の研究の課題を考察し,確率的および量子熱力学におけるフロッケ散乱法の量子輸送への応用について述べる。
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