三端量子点混合热电器件的性能优化分析

论文摘要

本文主要研究了三种三端量子点混合热电器件。推导了稳态下热电器件的各种性能参数的解析式,并对其参数进行优化以提升热电器件的性能。本文主要分为以下几个内容:第一章介绍了传统热电器件与量子热电器件的区别,以及光子,声子对量子热电器件性能的影响,阐明了对量子热电器件的研究方法。第二章提出了光子驱动三端结构热机模型,利用主方程及基本热力学公式得出模型的电流表达式以及从光子库吸收的热量表达式。比较非强耦合与强耦合下热机的性能。第三章建立了三端量子点热电制冷机的模型,由两个单能级量子点与两个电子库和一个光子库耦合而成。利用主方程理论,推导了制冷率和制冷系数的表达式,根据能量守恒定律和热力学第二定律确定制冷机的工作区间。然后,通过数值模拟作出制冷率与制冷系数之间的性能特性曲线图。详细讨论了能级位置、化学势和非辐射效应对最佳性能参数的影响。第四章研究了二能级量子点光子驱动制冷机,由二个热库与两个二能级量子点耦合而成。为了更好地指导实际制冷机的设计,考虑了单个二能级量子点间的电子跃迁。比较了在紧耦合和非紧耦合条件下制冷机的性能特征。并详细讨论了温比对最优性能参数的影响。第五章总结了本文的主要研究内容,阐述了本文的不足。

论文目录

• 摘要
• abstract
• 第1章 绪论
•   1.1 背景介绍
•     1.1.1 热电器件的研究
•     1.1.2 光子和声子对热电器件性能的影响
•     1.1.3 光子和声子流携带的热流
•   1.2 主方程理论
•     1.2.1 电流,热流和输出功率
•     1.2.2 跃迁几率
•   1.3 本文主要工作及内容安排
• 第2章 非强耦合光子驱动三端结构热机装置
•   2.1 模型与理论
•   2.2 性能特征分析
•   2.3 优化性能分析
•   2.4 本章小结
• 第3章 三端量子点热电制冷器件的优化性能分析
•   3.1 引言
•   3.2 模型与理论
•   3.3 工作区间与性能特征分析
•   3.4 性能优化分析
•   3.5 本章小结
• 第4章 二能级量子点光子驱动制冷机模型
•   4.1 引言
•   4.2 模型及理论
•   4.3 制冷率与制冷系数的分布规律
•     4.3.1 紧耦合
•     4.3.2 非紧耦合
•   4.4 性能特征
•   4.5 性能优化分析
•     4.5.1 在紧耦合条件下,温比t对性能参数的影响
•     4.5.2 在非紧耦合条件下,温比t对性能参数的影响
•   4.6 本章小结
• 第5章 总结与展望
•   5.1 总结
•   5.2 展望
• 致谢
• 参考文献
• 攻读学位期间的研究成果

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 符婧

导师: 何济洲

关键词: 量子点,热电器件,性能特征,优化性能

来源: 南昌大学

年度: 2019

分类: 基础科学

专业: 物理学

单位: 南昌大学

分类号: O469

DOI: 10.27232/d.cnki.gnchu.2019.001830

总页数: 63

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