A brief review of thermal transport in mesoscopic systems from nonequilibrium Green’s function approach

介观物理学 非平衡态热力学 声子 热电效应 物理 热电材料 凝聚态物理 量子力学
作者
Zhen Yu,Guohuan Xiong,Lifa Zhang
出处
期刊:Frontiers of Physics in China [Higher Education Press]
卷期号:16 (4) 被引量:10
标识
DOI:10.1007/s11467-021-1051-3
摘要

With the rapidly increasing integration density and power density in nanoscale electronic devices, the thermal management concerning heat generation and energy harvesting becomes quite crucial. Since phonon is the major heat carrier in semiconductors, thermal transport due to phonons in mesoscopic systems has attracted much attention. In quantum transport studies, the nonequilibrium Green’s function (NEGF) method is a versatile and powerful tool that has been developed for several decades. In this review, we will discuss theoretical investigations of thermal transport using the NEGF approach from two aspects. For the aspect of phonon transport, the phonon NEGF method is briefly introduced and its applications on thermal transport in mesoscopic systems including one-dimensional atomic chains, multi-terminal systems, and transient phonon transport are discussed. For the aspect of thermoelectric transport, the caloritronic effects in which the charge, spin, and valley degrees of freedom are manipulated by the temperature gradient are discussed. The time-dependent thermoelectric behavior is also presented in the transient regime within the partitioned scheme based on the NEGF method.
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