基于库仑耦合系统的实际非局域热机

基于库仑耦合系统的最优非局域热机要求系统-热库耦合在量子点基态附近出现尖锐的阶跃式变化。这种尖锐的阶跃式系统-热库耦合转变在实际情况中无法实现。在此，我提出一种基于库仑耦合系统的实际非局域热机设计，它规避了文献中讨论的最优装置所要求的任何系统-热库耦合变化。我证明，在相邻隧穿耦合量子点的基态构型中故意引入的不对称性（或能量差），与库仑耦合相结合，足以将来自非局域热源的随机涨落转换为定向的热电流。随后使用量子主方程（QME）方法对所提热机的性能及工作区间进行理论探究。结果表明，所提装置的理论最大功率输出限于最优设计的约 $50\%$。尽管与最优装置相比性能较低，但所提设计的创新之处在于制备简单与合理功率输出的结合。最后，分析了导致所提装置性能恶化的顺序输运过程，并讨论了缓解此类输运过程的方法。本文提出的装置可用于设计和制备高性能非局域低温热机。