論文の概要: Graph theoretic analysis of three-terminal quantum dot thermocouples: Onsager relations and spin-thermoelectric effects
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2311.16548v3
- Date: Thu, 21 Mar 2024 07:16:47 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-03-22 19:37:15.605168
- Title: Graph theoretic analysis of three-terminal quantum dot thermocouples: Onsager relations and spin-thermoelectric effects
- Title（参考訳）: 3末端量子ドット熱電対のグラフ理論解析:オンザガー関係とスピン-熱電効果
- Authors: Nikhil Gupt, Shuvadip Ghosh, Arnab Ghosh,
- Abstract要約: 我々は、リンドブラッドマスター方程式を量子遷移ネットワークにマッピングし、両方の相互効果の鍵となる作用原理を捉える。
解析の結果,クーロン相互作用とスピン沸騰過程の両方を包含する量子熱力学ネットワークが,スピン熱電効果の出現に繋がることが明らかとなった。
これは古典的および量子的領域にまたがる熱力学の原理の普遍的な一般化を浮き彫りにする。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 1.2718514021745038
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: We introduce a simplified model for a three-terminal quantum thermocouple consisting of two strongly-coupled quantum dots. To elucidate spin-dependent Seebeck and Peltier effects, we employ a microscopic Hamiltonian and map the Lindblad master equation onto a quantum transition network, capturing the key working principles for both reciprocal effects. Our analysis reveals quantum thermodynamic networks encompassing both Coulomb interaction and spin-flipping processes, lead to the emergence of spin-thermolectric effects. Using algebraic graph theory, we recover the phenomenological law of irreversible thermodynamics from the stochastic version of the entropy production rate expressed in terms of cycle flux and cycle forces. Remarkably, Onsager reciprocity and Kelvin relation for transport coefficients find their premises in the properties of cycle flux trajectories within the quantum transition network. This underscores the universal generality of thermodynamic principles across classical and quantum realms, despite their fundamentally different basis from classical laws of irreversible thermodynamics relying on local equilibrium assumptions.
- Abstract（参考訳）: 2つの強結合量子ドットからなる3末端量子熱電対の簡易モデルを導入する。
スピン依存ゼーベック効果とペルティエ効果を解明するために、顕微鏡的ハミルトン方程式を用い、リンドブラッドマスター方程式を量子遷移ネットワークにマッピングし、両相互効果の鍵となる作用原理を捉える。
解析の結果,クーロン相互作用とスピン沸騰過程の両方を包含する量子熱力学ネットワークが,スピン熱電効果の出現に繋がることが明らかとなった。
代数グラフ理論を用いて、循環流束とサイクル力で表されるエントロピー生成率の確率バージョンから、不可逆熱力学の現象論的法則を復元する。
注目すべきは、輸送係数に対するオンサーガーの相互性とケルビンの関係は、量子遷移ネットワーク内のサイクル束軌跡の性質にその前提を見出すことである。
このことは、古典的および量子的領域における熱力学の原理の普遍的な一般化を、局所平衡の仮定に依存する非可逆的熱力学の古典的な法則と根本的に異なる基礎であるにもかかわらず示している。
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