热磁现象的基于熵的理论:Poynting矢量、涡量与先进传感

我们表明,在线性响应近似中,仅有熵提供热现象与电现象之间的耦合。无耗散量子电流——磁化电流、超导电流、持续电流与拓扑边缘电流——不产生也不传输熵,并可从热磁系数的最终公式中排除。在交叉电场与磁场中,磁化能流eM×E强烈改变磁性材料与超材料中的Poynting矢量,但不贡献热流。通过计算涨落库珀对的熵流,我们找到了纯超导体中的涨落Nernst系数。为考虑电子散射,我们将为Hall效应发展的规范不变Kubo形式推广到热磁熵传输。我们还引入了单位电荷的热磁熵,并推导出正比于热电熵与热磁熵之差的Nernst系数。这解释了Sondheimer抵消以及热磁现象对相关性的高灵敏度。在二维超导体中,由涡旋-反涡旋对形成的背景中运动的涡旋所传输的输运熵为kB ln 2的配置熵,其远超涡旋核的本征熵。在线性响应之外,非熵力可导致热力学所无法预期的现象,例如涡旋被运动热点吸引。量子电流不传输熵,可用作量子纳米探测器的理想连接器。