超越线性响应区域的介观热电热机热力学

介观热电热机作为一种能够高效利用传统热机无法利用的废热的装置而备受期待。然而，该热机中热流的推导似乎要么不够通用，要么描述过于简略，甚至在某些情况下不恰当。在本文中，我们在超越线性响应区域的适当假设下，给出了该热机热流的清晰推导。这解决了线性响应区域中热流定义上的混淆。在验证我们可以构建与循环热机相同的形式体系后，我们在 Landauer-Büttiker 形式体系内发现了以下两个有趣的结果：介观热电热机的效率达到卡诺效率，当且仅当透射概率在特定能量处有限而在其他能量处为零；透射概率的幺正性保证了热力学第二定律，从而否定了 Benenti 等人在线性响应区域中的论点，即在时间反演对称性破缺下可以获得具有卡诺效率的有限功率。这些结果展示了量子力学如何约束热力学。