一种高效三冲程量子等容热机:从无限势阱到魔角扭转双层石墨烯

该研究团队提出了一种三冲程量子等容循环模型,其可作为工作于两个热源之间的热机。通过将一维无限势阱中的束缚粒子作为实现载体,研究人员将该循环性能与经典三冲程三角循环及等容热机进行对标。研究发现,该量子等容循环不仅实现了高于两种经典热机的效率,还超越了最新提出的三冲程量子等能循环的效率。由于冲程数量减少,该设计显著降低了纳米尺度热力学器件的控制复杂度,相比传统四冲程架构更具备实验实现可行性。研究人员进一步在施加外磁场的石墨烯体系中评估了该循环性能,包括单层石墨烯(MLG)、AB堆叠双层石墨烯(BLG)以及具有魔角与非魔角扭转的双层石墨烯(TBG)。在固定功输出条件下,魔角扭转双层石墨烯(MATBG)展现出最高效率,凸显了其在量子热力学应用领域的突出潜力。

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提交arXiv: 2025-11-17 18:01

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