量子科技中心_量科网

该研究团队探讨了一个量子奥托机的热力学性能，其工作物质是一个被限制在双量子点中的单个电子，受外加磁场和拉什巴自旋-轨道相互作用影响。哈密顿量由塞曼分裂、点间隧穿振幅以及拉什巴耦合控制，后者在局域轨道态之间诱导自旋翻转隧穿。在准静态奥托循环中，研究人员分析了与热库交换的热量、提取的功以及效率作为哈密顿量参数和热库温度的函数。研究表明，拉什巴相互作用可作为有效控制参数，在热机、制冷机、加热器和加速器模式之间切换。通过对哈密顿量参数和热库温度进行全局数值分析，识别了热机模式下效率和功输出的最优工作点。最高效率出现在接近所探索的最大温度梯度附近，并趋近卡诺极限，而最大功输出则出现在参数空间的不同区域。结果揭示了最大效率与最大提取功之间的明显权衡关系，这由塞曼分裂、隧穿振幅和拉什巴耦合引起的光谱形变所调控。