論文の概要: Quantum Photovoltaic Cells Driven by Photon Pulses
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2005.13185v1
- Date: Wed, 27 May 2020 06:12:41 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-05-18 05:23:12.686448
- Title: Quantum Photovoltaic Cells Driven by Photon Pulses
- Title（参考訳）: 光子パルスで駆動される量子太陽電池
- Authors: Sangchul Oh, Jungjun Park, Hyunchul Nha
- Abstract要約: 量子熱機関として光子パルスによって駆動される2レベル系と4レベルの量子光セルの2つの量子系について検討する。
冷湯中の量子光セルが連続的な量子熱エンジンとして動作し、光子パルス列を連続的に印加する様子を実証する。
本研究では、外部磁場によって駆動される量子系が非平衡熱力学の下で効率的な量子熱エンジンとして機能する可能性を示す。
- 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: We investigate the quantum thermodynamics of two quantum systems, a two-level
system and a four-level quantum photocell, each driven by photon pulses as a
quantum heat engine. We set these systems to be in thermal contact only with a
cold reservoir while the heat (energy) source, conventionally given from a hot
thermal reservoir, is supplied by a sequence of photon pulses. The dynamics of
each system is governed by a coherent interaction due to photon pulses in terms
of the Jaynes-Cummings Hamiltonian together with the system-bath interaction
described by the Lindblad master equation. We calculate the thermodynamic
quantities for the two-level system and the quantum photocell including the
change in system energy, power delivered by photon pulses, power output to an
external load, heat dissipated to a cold bath, and entropy production. We
thereby demonstrate how a quantum photocell in the cold bath can operate as a
continuum quantum heat engine with the sequence of photon pulses continuously
applied. We specifically introduce the power efficiency of the quantum
photocell in terms of the ratio of output power delivered to an external load
with current and voltage to the input power delivered by the photon pulse. Our
study indicates a possibility that a quantum system driven by external fields
can act as an efficient quantum heat engine under non-equilibrium
thermodynamics.
- Abstract（参考訳）: 量子熱エンジンとして光子パルスによって駆動される2つの量子系、2レベル系と4レベル量子光セルの量子熱力学を調べる。
温熱貯水池から供給される熱(エネルギー)源は光子パルスのシーケンスによって供給されるが,冷水貯水池とのみ熱接触するシステムと設定した。
各系の動力学は、リンドブラッドマスター方程式によって記述されたシステム・バス相互作用とともに、ジェインズ・カンミングス・ハミルトニアン(jaynes-cummings hamiltonian)の光子パルスによるコヒーレント相互作用によって制御される。
本研究では, システムエネルギーの変化, 光子パルスによる電力供給, 外部負荷への出力, 冷水浴への放熱, エントロピー生成を含む2レベル系および量子フォトセルの熱力学量を算出する。
これにより、冷湯中の量子光セルが連続的な量子熱エンジンとして動作し、連続的に光子パルスを印加することを示す。
具体的には、外部負荷に供給される出力電力の電流と電圧と、光子パルスによって供給される入力電力との比で量子フォトセルの電力効率を紹介する。
本研究は,非平衡熱力学下では,外部磁場により駆動される量子系が効率的な量子熱エンジンとして機能する可能性を示唆する。
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