Papers
Topics
Authors
Recent
Gemini 2.5 Flash
Gemini 2.5 Flash 99 tok/s
Gemini 2.5 Pro 43 tok/s Pro
GPT-5 Medium 28 tok/s
GPT-5 High 35 tok/s Pro
GPT-4o 94 tok/s
GPT OSS 120B 476 tok/s Pro
Kimi K2 190 tok/s Pro
2000 character limit reached

Reaching Van den Broeck limit in linear response and Whitney limit in nonlinear response in edge mode quantum thermoelectrics and refrigeration (2404.02118v3)

Published 2 Apr 2024 in cond-mat.mes-hall, math-ph, math.MP, nlin.SI, physics.app-ph, and quant-ph

Abstract: Quantum heat engines and quantum refrigerators are proposed in three-terminal quantum Hall (QH) and quantum spin Hall (QSH) setups with a voltage-temperature probe in both the linear and nonlinear transport regimes. In the linear response regime, we find that efficiency at maximum power approaches the Van den Broeck limit in both QH and QSH setups. Similarly, in nonlinear response, we find that efficiency at maximum power reaches the Whitney bounds. This is for the first time, we see that in the same setup and using quantum point contacts, the thermoelectric efficiency limits in linear and nonlinear response being achieved.

Definition Search Book Streamline Icon: https://streamlinehq.com
References (33)
  1. K. v. Klitzing, G. Dorda, and M. Pepper, Phys. Rev. Lett. 45, 494 (1980).
  2. B. I. Halperin, Phys. Rev. B 25, 2185 (1982).
  3. M. Büttiker, Phys. Rev. B 38, 9375 (1988).
  4. B. A. Bernevig, T. L. Hughes, and S.-C. Zhang, Science 314, 1757 (2006), https://www.science.org/doi/pdf/10.1126/science.1133734 .
  5. R. Sánchez, B. Sothmann, and A. N. Jordan, Phys. Rev. Lett. 114, 146801 (2015a).
  6. D. Sánchez and L. m. c. Serra, Phys. Rev. B 84, 201307 (2011).
  7. K. Brandner and U. Seifert, New Journal of Physics 15, 105003 (2013).
  8. R. Sánchez, B. Sothmann, and A. N. Jordan, New Journal of Physics 17, 075006 (2015b).
  9. Z. Sartipi and J. Vahedi, Phys. Rev. B 108, 195435 (2023).
  10. A. Mani and C. Benjamin, Phys. Rev. E 97, 022114 (2018).
  11. D. Gresta, M. Real, and L. Arrachea, Phys. Rev. Lett. 123, 186801 (2019).
  12. S. Datta, Electronic Transport in Mesoscopic Systems, Cambridge Studies in Semiconductor Physics and Microelectronic Engineering (Cambridge University Press, 1995).
  13. S.-Q. Shen, Topological Insulators (Springer Singapore, 2017).
  14. R. S. Whitney, Phys. Rev. Lett. 112, 130601 (2014).
  15. R. S. Whitney, Phys. Rev. B 91, 115425 (2015).
  16. R. Whitney, Entropy 18, 208 (2016).
  17. R. Das and C. Benjamin, Majorana fermion induced power-law scaling in the violation of wiedemann-franz law (2023), arXiv:2309.05492 [cond-mat.mes-hall] .
  18. M. Büttiker, Phys. Rev. B 41, 7906 (1990).
  19. G. Haack and F. Giazotto, AVS Quantum Science 3, 10.1116/5.0064936 (2021).
  20. G. Haack and F. Giazotto, Phys. Rev. B 100, 235442 (2019).
  21. K. Brandner, K. Saito, and U. Seifert, Phys. Rev. Lett. 110, 070603 (2013).
  22. D. Sánchez and M. Büttiker, Phys. Rev. Lett. 93, 106802 (2004).
  23. S. Mishra and C. Benjamin, Mathematica notebook for the numerical calculation can be found in https://github.com/Sachiraj/thermoelectricity.git (2024).
  24. C. Beenakker and H. van Houten, in Solid state physics, Vol. 44 (Elsevier, 1991) pp. 1–228.
  25. A. Mani and C. Benjamin, Scientific Reports 7, 10.1038/s41598-017-06820-w (2017).
  26. S. Mishra and C. Benjamin, Phys. Rev. B 108, 115301 (2023).
  27. R. A. Jalabert, A. D. Stone, and Y. Alhassid, Phys. Rev. Lett. 68, 3468 (1992).
  28. M. Buttiker, Journal of Physics: Condensed Matter 5, 9361 (1993).
  29. T. Christen and M. Büttiker, Europhysics letters 35, 523 (1996).
  30. D. Sánchez and R. López, Phys. Rev. Lett. 110, 026804 (2013).
  31. R. López and D. Sánchez, Phys. Rev. B 88, 045129 (2013).
  32. J. Meair and P. Jacquod, Journal of Physics: Condensed Matter 25, 082201 (2013).
  33. B. Z. Rameshti and A. G. Moghaddam, Phys. Rev. B 91, 155407 (2015).
List To Do Tasks Checklist Streamline Icon: https://streamlinehq.com

Collections

Sign up for free to add this paper to one or more collections.

Summary

We haven't generated a summary for this paper yet.

Ai Generate Text Spark Streamline Icon: https://streamlinehq.com

Paper Prompts

Sign up for free to create and run prompts on this paper using GPT-5.

Dice Question Streamline Icon: https://streamlinehq.com

Follow-up Questions

We haven't generated follow-up questions for this paper yet.

X Twitter Logo Streamline Icon: https://streamlinehq.com