Frequency thermal response and cooling performance in a microscopic system with a time-dependent perturbation

Abstract

Siguiendo el formalismo de la función de Green en desequilibrio, estudiamos el transporte térmico en una cadena compuesta sometida a una perturbación dependiente del tiempo. El sistema está formado por dos cadenas armónicas asimétricas lineales finitas sujetas a un potencial in situ conectadas entre sí mediante un acoplamiento modulado en el tiempo. Los extremos de las cadenas están acoplados a dos depósitos fonónicos a diferentes temperaturas. Presentamos las ecuaciones relevantes utilizadas para calcular la corriente de calor a lo largo de cada segmento. Encontramos que el sistema presenta diferentes regímenes de transporte según la frecuencia de conducción y los gradientes de temperatura. Uno de los regímenes corresponde a una bomba de calor contra gradiente térmico, por lo que se presenta una caracterización del rendimiento frigorífico del dispositivo.

Following the nonequilibrium Green's function formalism we study the thermal transport in a composite chain subject to a time-dependent perturbation. The system is formed by two finite linear asymmetric harmonic chains subject to an on-site potential connected together by a time-modulated coupling. The ends of the chains are coupled to two phononic reservoirs at different temperatures. We present the relevant equations used to calculate the heat current along each segment. We find that the system presents different transport regimes according the driving frequency and temperature gradients. One of the regimes corresponds to a heat pump against thermal gradient, thus a characterization of the cooling performance of the device is presented.

Seguindo o formalismo da função de Green de não-equilíbrio, estudamos o transporte térmico em uma cadeia composta sujeita a uma perturbação dependente do tempo. O sistema é formado por duas cadeias harmônicas lineares assimétricas finitas sujeitas a um potencial local conectadas entre si por um acoplamento modulado no tempo. As extremidades das cadeias são acopladas a dois reservatórios fonônicos em diferentes temperaturas. Apresentamos as equações relevantes usadas para calcular a corrente de calor ao longo de cada segmento. Descobrimos que o sistema apresenta diferentes regimes de transporte de acordo com a frequência de condução e os gradientes de temperatura. Um dos regimes corresponde a uma bomba de calor contra gradiente térmico, pelo que é apresentada uma caracterização do desempenho de refrigeração do dispositivo.