非平衡点子多电子态的热耗散与自由能生成
统计力学
2026-05-28 v3 统计理论
应用物理
统计理论
摘要
我们实验性地演示了在纳米规模的点子通过单电子计数统计过渡到非平衡稳态时，热耗散的分解。交流信号驱动一个浴液将多个电子注入点子中，使其处于非平衡状态，导致自由能生成、热耗散和香农熵产生。通过分析点子多电子态的时间域概率分布，我们量化地分解热耗散为 housekeeping 热和 excess 热，从而揭示它们与自由能生成之间的直接相关性。这种相关性表明，在由大信号诱导的远离平衡条件下，点子到工作输入的自由能生成比率可能达到 0.5，而实验实现的效率为 0.25。这些结果在多电子随机系统中建立了分解热耗散与自由能生成之间的定量联系，为非平衡电子器件提供了一个热力学框架。
引用
@article{arxiv.2501.16721,
title = {Heat-dissipation decomposition and free-energy generation in a non-equilibrium dot with multi-electron states},
author = {Chloe Salhani and Kensaku Chida and Takase Shimizu and Toshiaki Hayashi and Katsuhiko Nishiguchi},
journal= {arXiv preprint arXiv:2501.16721},
year = {2026}
}
备注
Revised version. Title changed