纳米尺度的量子形状效应与新颖热力学行为
介观与纳米尺度物理
2019-01-29 v1
摘要
受限系统的热力学性质由于粒子的量子本性而依赖于限制域的尺寸。本文表明，形状也作为热力学状态函数的控制参数进入。通过考虑特别设计的限制域，我们将量子尺寸效应与形状效应的影响彼此分离，并展示仅形状效应如何改变受限系统的亥姆霍兹自由能、熵和内能。我们提出一种重叠量子边界层方法，无需求解薛定谔方程或调用任何其他数学工具即可解析预测量子形状效应。从而我们将一个热力学问题化简为简单的几何问题，并揭示了几何与热力学之间的深刻联系。我们还报道了由量子形状效应引起的转矩。此外，我们引入等形、保形的过程，这为具有独特特征的纳米尺度新一代热力学循环开辟了可能性。
引用
@article{arxiv.1807.02415,
title = {Quantum shape effects and novel thermodynamic behaviors at nanoscale},
author = {Alhun Aydin and Altug Sisman},
journal= {arXiv preprint arXiv:1807.02415},
year = {2019}
}
备注
10 pages, 10 figures