納米尺度的熱電現(xiàn)象因其與基礎(chǔ)物理、材料科學(xué)和可再生能源的關(guān)系而引起了廣泛的研究興趣。了解和利用納米尺度下的熱電傳輸可能會(huì)導(dǎo)致各種應(yīng)用,包括熱和能量探測(cè)器、熱整流器、制冷機(jī)和能量轉(zhuǎn)換。提高熱電器件的能量利用率是熱電研究的主要挑戰(zhàn)之一。在本篇論文中,我們研究了具有多輸出電流單輸入熱流的量子熱電系統(tǒng)的能量效率和輸出功率。系統(tǒng)通過(guò)一個(gè)端口（多個(gè)端口）連接到熱庫(kù)（冷庫(kù)）。在這種結(jié)構(gòu)中,有多種熱電效應(yīng)共存于同一系統(tǒng)中。利用Landauer-Buttiker公式,我們證明了在三端熱電系統(tǒng)中,兩種熱電效應(yīng)的協(xié)同作用可以顯著提高熱機(jī)的性能。這種改進(jìn)也發(fā)生在具有三個(gè)輸出電流的四端熱電熱機(jī)中。多終端熱電系統(tǒng)中的協(xié)同效應(yīng)可以大大擴(kuò)大物理參數(shù)范圍,實(shí)現(xiàn)高效節(jié)能和高功率輸出。在制冷方面,我們發(fā)現(xiàn)利用多端口熱電系統(tǒng)中的協(xié)同效應(yīng)也可以大大提高能量效率。所有這些結(jié)果都揭示了,熱電合作效應(yīng)是實(shí)現(xiàn)多端口介觀(guān)系統(tǒng)的高性能熱電能轉(zhuǎn)換的一種有效的方法。 

【文章頁(yè)數(shù)】：58 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 緒論
    1.1 量子熱機(jī)
        1.1.1 熱電歷史回顧
        1.1.2 量子熱機(jī)理論描述
    1.2 熱力學(xué)基本概念
        1.2.1 不可逆熱力學(xué)和Onsager-de Groot-Callen模型
        1.2.2 熵流和熱流
        1.2.3 熱電系數(shù)
        1.2.4 每個(gè)載流子的熵
        1.2.5 動(dòng)力學(xué)系數(shù)和輸運(yùn)參數(shù)
    1.3 本文研究?jī)?nèi)容和章節(jié)安排
    本章參考文獻(xiàn)
第二章 熱電能量轉(zhuǎn)換器、制冷、制熱
    2.1 熱電能量轉(zhuǎn)換裝置簡(jiǎn)介
    2.2 納米熱機(jī)和制冷機(jī)的實(shí)驗(yàn)進(jìn)展
        2.2.1 量子點(diǎn)熱機(jī)
        2.2.2 Peltier制冷方面的實(shí)驗(yàn)進(jìn)展
    本章參考文獻(xiàn)
第三章 量子三端熱機(jī)中的線(xiàn)性響應(yīng)熱電輸運(yùn)
    3.1 小引
    3.2 三端口量子熱機(jī)模型
    3.3 線(xiàn)性輸運(yùn)方程
    本章參考文獻(xiàn)
第四章 熱電合作效應(yīng)的幾何解釋
    4.1 合作效應(yīng)的幾何解釋
    4.2 兩種熱電效應(yīng)
    4.3 效率和功率與物理參數(shù)的函數(shù)關(guān)系
    4.4 三端裝置和電阻電路
    本章參考文獻(xiàn)
第五章 三端口量子制冷機(jī)的合作效應(yīng)
    5.1 引言
    5.2 制冷機(jī)中的合作效應(yīng)
    5.3 合作效應(yīng)對(duì)制冷機(jī)性能的提升
    本章參考文獻(xiàn)
第六章 四端口量子熱機(jī)的最佳效率和功率
    6.1 四端口量子熱機(jī)模型
    6.2 四端口量子熱機(jī)的線(xiàn)性輸運(yùn)方程
    6.3 四端口量子熱機(jī)的性能分析
    6.4 四端口量子熱機(jī)和電阻電路
    本章參考文獻(xiàn)
第七章 結(jié)論和展望
攻讀碩士學(xué)位期間公開(kāi)發(fā)表的論文及科研成果
致謝



本文編號(hào)：3653365