구조화된 환경 간의 비평형 양자 열 전달

초록 우리는 계층적 운동 방정식 기법을 적용하여 스핀-보손 유형 모델에서 비평형 열 전달을 분석한다. 이 모델에서 중앙 스핀을 통한 열 전달은 중간에 연결된 두 개의 조화 진동자 쌍에 의해 매개된다. 각 진동자 쌍 간의 결합은 시스템-진동자-저장소 상호작용을 특징짓는 유효 스펙트럼 밀도에 국소적 갭을 도입하는 것으로 나타났다. 단일 매개 진동자 경우와 비교하여, 시스템-저장소 결합이 약할 때 열 흐름이 크게 변하는 것을 발견했다. 특히, 2차 근사 처리는 이 영역에서 올바른 정상 상태 거동을 포착하지 못하는데, 이는 결합 강도 λ의 최저 차수에서 에너지 전달 속도의 λ⁴ 스케일링 때문이다. 이는 비대칭적으로 약한 결합 한계에서 정상 상태 전류가 강하게 억제되는 결과를 자연스럽게 낳는다. 반면에 전류 잡음은 플럭추에이션-소산 정리에 따라 단일 진동자 경우와 동일한 스케일링을 따른다. 추가로, 우리는 높은 온도 편차에서도 열 흐름이 푸리에 법칙과 일치함을 발견했다. 우리의 분석은 열 환경의 스펙트럼 특성을 맞춤 설계하여 나노스케일 시스템에서 열 전달을 제어하는 새로운 메커니즘을 강조한다.