平带热力学揭示了奥托、卡诺和斯特林循环性能的全面提升
魔角扭曲双层石墨烯(MATBG)在外加磁场下展现出非凡的电子特性,尤其是平坦朗道能级的出现。该研究通过连续介质八带模型,系统分析了MATBG在三种量子热力学循环(量子奥托循环、量子卡诺循环和量子斯特林循环)中的运行相图,评估了其作为热机、制冷机、冷泵和焦耳泵等多模式热力学性能,并与单层石墨烯、AB-伯纳尔堆叠双层石墨烯及非魔角扭曲双层石墨烯等体系进行对比。研究发现:在量子斯特林循环中,MATBG展现出最优的热机性能;而在量子奥托循环中,虽输出功降低但仍保持高效率;虽然其在量子奥托循环和量子斯特林循环中作为冷泵或制冷机的性能一般,但在量子卡诺循环中制冷性能显著提升。此外,该团队在严格绝热条件下发现量子斯特林循环和量子奥托循环中存在高度可逆的焦耳泵模式,凸显了MATBG独特的热力学行为。
