簡併能階對量子點之熱電特性在線性及非線區間的效應

近期有很多的工作投入尋找高效能的熱電材料, 因具備儲能的固態冷卻器及發電機有很高的市埸需求. 熱電元件具有潛在的綠能應用, 因其低空氣污染, 低噪音及非常長的使用期. 不過熱電元件仍存在沒法代替傳統冰箱及冷器機的障礙, 主要是其熱電優值(ZT)尚末大於3. 理論曾証明分子量子點具有卡諾機的效能當聲子熱流完全阻斷的情況.熱電優值發散而達成卡諾機性能的起因源於 Wiedeman-Franz 法則的違返. 實際的固態熱電元件要不存在聲子熱流是不可能的. 因此, 對有限聲子熱流情況找尋ZT 最佳化的方法是非常重要的.本理論計算將討論簡併能階對量子點的熱電效應的影響:第一年,考慮簡併能階對量子點ZT 的影響(小溫差及小電位差區間). 第二年討論簡併能階對量子點引擎效能的影響(大溫差). 最後一年討論簡併能階對量子點分子ZT 的影響. 理論証明分子量子點可以具傋卡諾機的效能在聲子熱流完全阻斷的情況. 然而對一固態熱電元件要作到不存在聲子熱流非常困難的. 也因此找出當聲子熱導存在的情況下提升ZT 值大於3 的方法是重要的.此地我們証明量子點之ZT 值可以因簡併能階而提升. 電子庫倫交互作在簡併能階裡,對電子的傳輸行為有巨大的影響. 對高簡併態能階, 例如L=4(不包括電子自旋) 我們必須計算8 個電子的格林函數(Greens functions)及所有因電子庫倫力所生成的相關函數(Correlation functions ). 相較於ZT 值的計算, 奈米引擎操作在非線性區間, 例如大溫差.所以計算複雜度大幅增加, 我們將在第二年完成這工作. 同相穿隧效應如何對高簡併態量子點分子傳輸特性產生影響, 我們將在第三年釐清這個物理特性.