Abstract: In this talk I review a recent progress in theoretical understanding of quantum thermoelectric phenomena on nano-scale. In particular, I discuss effects of strong electron-electron interaction and resonance scattering on quantum thermal transport in nano-devices. For illustration I consider manifestation of exotic Fermi-liquid regimes in thermoelectricity of single wall carbon nanotubes [1,2,3] and numerous examples of the non-Fermi liquid regimes in the thermoelectric transport through a circle implementation of multi-channel charge Kondo model quantum simulators [4,5] and quantum dot-based implementation of the over-screened spin Kondo model [6]. Finally, I discuss the non-Fermi liquid regimes in thermoelectric transport through possible realization of the complex Sachdev-Ye-Kitaev (SYK) model in irregularly shaped graphene flake quantum dots [7]. In my talk I focus on theoretical challenges (parafermions, fractionalized zero modes etc) and experimental applications including but not limited by power output and experimental control on the thermopower signal.

References:

[1] D. B. Karki and Mikhail N. Kiselev. Thermoelectric transport through SU(N) Kondo impurity, Physical Review B 96, 121403(R) (2017)

[2] D. B. Karki and M. N. Kiselev. Nonlinear Seebeck Effect of SU(N) Kondo impurity, Physical Review B 100, 125426 (2019)

[3] D. B. Karki and M. N. Kiselev. Effects of strong electron interactions and resonant scattering on power output of nano-devices, Physical Review B 100, 195425 (2019)

[4] T. K. T. Nguyen and M. N. Kiselev. Seebeck effect on a weak link between Fermi and non-Fermi liquids, Physical Review B 97, 085403 (2018)

[5] T.K.T. Nguyen and M.N. Kiselev. Thermoelectric Transport in a Three-Channel Charge Kondo Circuit, Physical Review Letters 125, 026801 (2020)

[6] D.B. Karki and M.N. Kiselev. Quantum thermoelectric and heat transport in overscreened Kondo regime: exact conformal-field-theory results, Physical Review B 102, 241402(R) (2020)

[7] Andrei I. Pavlov and M.N. Kiselev. Quantum thermal transport in the Schwarzian regime of the SYK model, Physical Review B 103, L201107 (2021)

Mikhail N. Kiselev (ICTP, Trieste, Italy)

http://users.ictp.it/~mkiselev/

Абстракт: В этом докладе я делаю обзор последних достижений в теоретическом понимании квантовых термоэлектрических явлений в наномасштабе. В частности, я обсуждаю влияние сильного электрон-электронного взаимодействия и резонансного рассеяния на квантовый перенос тепла в наноустройствах. В качестве примера я рассматриваю проявление экзотических ферми-жидкостных режимов в термоэлектричестве одностенных углеродных нанотрубок [1,2,3] и численные примеры неферми-жидкостных режимов термоэлектрического переноса через круговую реализацию многоканальных квантовых симуляторов модели Кондо [4,5] и реализация на основе квантовых точек сверхэкранированной спиновой модели Кондо [6]. Кроме того, я обсуждаю нефермижидкостные режимы термоэлектрического переноса посредством возможной реализации сложной модели Сачдева-Е-Китаева (SYK) в квантовых точках из чешуек графена неправильной формы [7]. В своем выступлении я делаю упор на теоретических проблемах (парафермионы, режимы дробного нуля и т. д.) и экспериментальные приложения, включая, но не ограничиваясь на выходной мощности и экспериментальном контроле сигнала термоЭДС.

Bio: Prof. Mikhail Kiselev received his Ph.D in Condensed Matter Theory from Russian Research Center "Kurchatov Institute" Moscow, Russia in 1995. During 1995-1997, he was an Assistant Professor in the Department of Solid State Physics in Moscow State University for Aviation Technology, Russia. In 1997-1999, he was a Researcher in Laboratoire Leon Brillouin, CEA-Saclay, France.

From 2000 to 2004, he worked in the Institute for Theoretical Physics and Astrophysics, University of Würzburg, Germany, first as an Alexander von Humboldt Fellow and a Researcher, then as a Lecturer after he received Habilitation in Theoretical Physics in 2003. He moved to Ludwig-Maximilians Universität München as a Visiting Professor at the Chair for Theoretical Condensed Matter Physics in 2004-2005. Then he moved back to Institute for Theoretical Physics and Astrophysics, University of Würzburg, Germany, as a Lecturer and Heisenberg Fellow in 2005-2006.

Since 2007, he is a Research Scientist at the Abdus Salam International Center for Theoretical Physics (ICTP), Italy.

Prof. Mikhail Kiselev’s research interest include: Strongly Correlated Systems; Nanophysics; Charge and heat transport through Nanostructures; Quantum interferometry; Nanomechanics; Spintronics; Quantum phenomena in- and out- of equilibrium; Effects of Resonance Scattering and Strong Electron Correlations in High-Temperature Superconductors and Heavy-Fermion compounds.

Инфо: Профессор Михаил Киселев получил PhD степень по теории конденсированных сред в Российском исследовательском центре "Курчатовский институт" Москва, Россия в 1995 году. В 1995-1997 годах он был доцентом кафедры физики твердого тела Московского авиационного технологического университета, Россия. В 1997–1999 годах он был научным сотрудником лаборатории Леона Бриллюэна, CEA-Saclay, Франция. С 2000 по 2004 год он работал в Институте теоретической физики и астрофизики Вюрцбургского университета, Германия, сначала в качестве стипендиата фонда Александра фон Гумбольдта и научного сотрудника, а затем в качестве лектора после получения степени доктора теоретической физики в 2003 году. В 2004-2005 гг. он работал в качестве приглашенного профессора на кафедре теоретической физики конденсированных сред в Мюнхенском университете Людвига-Максимиллиана. Затем, в 2005–2006 годах, он вернулся в Институт теоретической физики и астрофизики Вюрцбургского университета, Германия, в качестве лектора и научного сотрудника стипендии Гейзенберга.

С 2007 года он является научным сотрудником Международного центра теоретической физики им. Абдуса Салама (ICTP), Италия.

Область научных интересов профессора Михаила Киселева: Сильнокоррелированные системы; Нанофизика; Перенос тепла и заряда через наноструктуры; Квантовая интерферометрия; Наномеханика; Спинтроника; Квантовые явления в равновесном и равновесном состоянии; Эффекты резонансного рассеяния и сильных электронных корреляций в высокотемпературных сверхпроводниках и соединениях с тяжелыми фермионами.

QST-colloquium