利用平行纳米线中的激活输运进行能量收集与热点冷却

我们研究了平行掺杂半导体纳米线阵列在特定温度范围内的特性，在该范围内电子通过局域态之间的声子辅助跳跃在纳米线中传播。通过求解随机电阻网络问题，我们计算了器件的热电势 $S$、电导 $G$ 和电子热导 $K^e$。我们研究了这些量如何依赖于纳米线杂质带相对于平衡电化学势的位置，该位置可通过背栅进行调节。我们表明，在能带边缘附近可以达到大的功率因子，此时 $S$ 自平均为大值，而 $G$ 虽小但随导线数量缩放。通过计算纳米线内部电子与环境声子之间局部交换的热量，我们表明，当电荷电流在能带边缘附近的纳米线中驱动时，声子主要在一个电极附近被吸收，而在另一个电极附近被发射。这一现象可用于在电子电路的亚微米尺度上通过场控制声子与电子之间的热交换。它也可用于冷却热点。