論文の概要: Quantum machines based on $\mathrm{Cu}_{3}$-like compounds using the Heisenberg antiferromagnetic model in a triangular ring
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2406.01340v1
- Date: Mon, 3 Jun 2024 14:04:01 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-06-05 22:59:31.636537
- Title: Quantum machines based on $\mathrm{Cu}_{3}$-like compounds using the Heisenberg antiferromagnetic model in a triangular ring
- Title（参考訳）: 三角環におけるハイゼンベルク反強磁性モデルを用いた$\mathrm{Cu}_{3}$-like化合物に基づく量子機械
- Authors: Onofre Rojas, Moises Rojas,
- Abstract要約: 反強磁性結合スピン系、特に$textCu_3-textX(textX=As, Sb)$について理論的研究を行う。
このシステムは、三角構造内のハイゼンベルクモデルを用いてモデル化され、交換相互作用、ジアロシンスキー-モリヤ相互作用、g因子、および外部磁場が組み込まれている。
我々は、$textCu_3$-like反強磁性結合スピン系に基づく3つの量子マシンを探索する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: In this work, we present a theoretical investigation into an antiferromagnetically coupled spin system, specifically $\text{Cu}_{3}-\text{X}(\text{X=As, Sb})$, which exhibits a configuration of a slightly distorted equilateral triangle, as identified in previous literature. This system is modeled using the Heisenberg model within a triangular structure, incorporating exchange interaction, Dzyaloshinskii-Moriya interaction, g-factors, and an external magnetic field. We explore three quantum machines based on the $\text{Cu}_{3}$-like antiferromagnetically coupled spin system. The magnetocaloric effect (MCE), which is notably more significant at low temperatures, around $T\sim1$K, for a perpendicular magnetic field at approximately $\sim5$T, has been analyzed. We examine the Carnot machine, observing the influence of the external magnetic field on its operation as both a heat engine and refrigerator, and discuss the thermal efficiencies under these conditions. Our findings suggest that enhanced MCE allows for broader operation regions as a heat engine. Additionally, we explore the quantum Otto machine, showing its versatility in functioning as a heat engine, refrigerator, heater, and thermal accelerator. However, it mainly operates as a refrigerator and accelerator. We also explore their corresponding thermal efficiencies. Similarly, we have analyzed the quantum Stirling machine, which is capable of functioning as a heat engine, refrigerator, heater, and thermal accelerator, but it mainly operates as a refrigerator and thermal accelerator. We also examined the corresponding thermal efficiencies. It is worth mentioning that the Otto machine performance as a heat engine is notably influenced by the MCE, while the operational mode of the Stirling machine switches between a heat engine and accelerator around MCE is more prominent.
- Abstract（参考訳）: 本研究では, 反強磁性結合スピン系, 特に$\text{Cu}_{3}-\text{X}(\text{X=As, Sb})$に関する理論的研究を行い, 以前の文献で確認されたように, わずかに歪んだ等方三角形の構成を示す。
このシステムは、三角構造内のハイゼンベルクモデルを用いてモデル化され、交換相互作用、ジアロシンスキー-モリヤ相互作用、g因子、および外部磁場が組み込まれている。
我々は、$\text{Cu}_{3}$-like反強磁性結合スピン系に基づく3つの量子マシンを探索する。
垂直磁場が約$\sim5$Tである場合、低温で顕著に重要なMCE (Magneticocaloric effect) は、およそ$T\sim1$Kである。
熱機関および冷凍機として, 外部磁場の影響を観測し, これらの条件下での熱効率について検討した。
以上の結果から,MCEの強化により,熱機関としての操作領域が広いことが示唆された。
さらに、量子オットーマシンを探索し、熱エンジン、冷蔵庫、ヒーター、熱加速器として機能する汎用性を示した。
しかし、主に冷蔵庫やアクセラレーターとして運用されている。
また、対応する熱効率についても検討する。
同様に、熱エンジン、冷蔵庫、ヒーター、熱加速器として機能する量子スターリングマシンも分析しましたが、主に冷凍機と熱加速器として機能します。
また,対応する熱効率についても検討した。
熱エンジンとしてのオットーマシンの性能は、特にMCEの影響を受けており、スターリングマシンの動作モードは、MCE周辺の熱エンジンと加速器の間で切替される。
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