我院陸金成博士在物理學期刊Phys. Rev. B上發表研究工作,相關成果題目為“Multitask quantum thermal machines and cooperative effects”,DOI:10.1103/PhysRevB.107.075428。
該研究工作從量子熱力學和熱力學器件出發,利用能量和粒子守恒定律從墒增視角定義了一個一般熱力學效率,稱之為自由能效率,該效率可以表征熱工作器件的功能,如量子熱機、量子制冷機和熱泵浦,且無需特别定義一個參考溫度。自由能效率對于每個指定的功能,都定為輸出能量(消耗的可用能量)和消耗的能量(目标熱量)的比值。文章最後讨論了在兩個典型非彈性輸運熱電系統中同時執行多個有用任務的聲子熱電裝置的熱力學操作[(i)具有兩個電子熱庫和一個聲子熱庫的裝置,以及(ii)具有兩種電子熱庫和兩個聲子熱庫裝置]。該工作為優化聲子熱電器件提供了全新的視角。

圖1. 三端口熱電裝置中,多個輸入的能量裝置的合作效應的能量轉換效率要比具有單個輸入的裝置的能量轉換效率要高。