Thermal Rectification in One-Dimensional Atomic Chains with Mass Asymmetry and Nonlinear Interactions
Notice bibliographique
Résumé
Understanding and controlling thermal rectification is pivotal for designing phononic devices that guide heat flow in a preferential direction. This study investigates one-dimensional atomic chains with binary mass asymmetry and nonlinear interatomic potentials, focusing on how energy propagates under thermal and wave excitation. Two potential models—the β-FPU and Morse potentials—were employed to examine the role of nonlinearity and bond softness in energy transport. Simulations reveal strong directional energy transport governed by the interplay of mass distribution, nonlinearity, and excitation type. In FPU chains, pronounced rectification occurs: under “cold-heavy” conditions, energy in the left segment increases from ~1% to over 63%, while reverse (“hot-heavy”) cases show less than 4% net transfer. For wave-driven excitation, the rectification coefficient reaches ~0.58 at 100:1. In contrast, Morse-based systems exhibit weaker rectification (∆E < 1%) and structural instabilities at high asymmetry due to bond breaking. A comprehensive summary and heatmap visualization highlight how system parameters govern rectification efficiency. These findings provide mechanistic insights into nonreciprocal energy transport in nonlinear lattices and offer design principles for nanoscale thermal management strategies based on controlled asymmetry and potential engineering.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,001 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,002 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».