論文の概要: Quantum dot thermal machines - a guide to engineering

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2511.04324v1
• Date: Thu, 06 Nov 2025 12:54:39 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-11-07 20:17:53.419536
• Title: Quantum dot thermal machines - a guide to engineering
• Title（参考訳）: 量子ドット熱機械-工学のガイド
• Authors: Eugenia Pyurbeeva, Ronnie Kosloff,
• Abstract要約: 連続粒子交換熱機械は時間依存駆動を必要とせず、固体電子デバイスで実現でき、ナノメートルスケールまで小型化できる。 量子ドットは狭いエネルギーフィルタを提供し、熱い貯水池と冷たい貯水池の間の粒子の流れを操作することができる。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Continuous particle exchange thermal machines require no time-dependent driving, can be realised in solid-state electronic devices, and miniaturised to nanometre scale. Quantum dots, providing a narrow energy filter and allowing to manipulate particle flow between the hot and cold reservoirs are at the heart of such devices. It has been theoretically shown that by mitigating passive heat flow, Carnot efficiency can be approached arbitrarily closely in a quantum dot heat engine, and experimentally, values of 0.7{\eta}C have been reached. However, for practical applications, other parameters of a thermal machine, such as maximum power, efficiency at maximum power, and noise - stability of the power output or heat extraction - take precedence over maximising efficiency. We explore the effect of internal microscopic dynamics of a quantum dot on these quantities and demonstrate that its performance as a thermal machine depends on few parameters - the overall conductance and three inherent asymmetries of the dynamics. These parameters will act as a guide to engineering the quantum states of the quantum dot, allowing to optimise its performance beyond that of the simplest case of a two-fold spin-degenerate transmission level.
• Abstract（参考訳）: 連続粒子交換熱機械は時間依存駆動を必要とせず、固体電子デバイスで実現でき、ナノメートルスケールまで小型化できる。 量子ドットは狭いエネルギーフィルタを提供し、熱い貯水池と冷たい貯水池の間の粒子の流れを操作することができる。 理論上は、パッシブ熱流を緩和することにより、カルノー効率は量子ドット熱エンジンにおいて任意に近づき、実験的に0.7{\eta}Cの値に達したことが示されている。 しかし、実用用途では、最大出力、最大出力での効率、ノイズ(出力の安定性や熱抽出の安定性)などの熱機械の他のパラメータが最大効率よりも優先される。 量子ドットの内部微視的ダイナミクスがこれらの量に与える影響を探索し、熱機械としてのその性能がほとんどパラメータに依存しないことを実証する。 これらのパラメータは量子ドットの量子状態のエンジニアリングのガイドとして機能し、2倍のスピン退化透過レベルの単純な場合よりもその性能を最適化する。

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