Nonlinear Peltier effect and the nonequilibrium Jonson-Mahan theorem

• Published in: Condensed Matter Physics
• Date: 2006
• Main Authors: Freericks, J.K., Zlatic, V.
• Format: Article
• Language: English
• Published: Інститут фізики конденсованих систем НАН України 2006
• Online Access: https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/121367
• Journal Title: Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
• Cite this: Nonlinear Peltier effect and the nonequilibrium Jonson-Mahan theorem / J.K. Freericks, V. Zlatic // Condensed Matter Physics. — 2006. — Т. 9, № 3(47). — С. 603–617. — Бібліогр.: 24 назв. — англ.

We generalize the many-body formalism for the Peltier effect to the nonlinear/nonequilibrium regime corresponding
 to large amplitude (spatially uniform but time-dependent) electric fields. We find a relationship
 between the expectation values for the charge current and for the part of the heat current that reduces to the
 Jonson-Mahan theorem in the linear-response regime. The nonlinear-response Peltier effect has an extra term
 in the heat current that is related to Joule heating (we are unable to fully analyze this term). The formalism
 holds in all dimensions and for arbitrary many-body systems that have local interactions. We illustrate it for the
 Falicov-Kimball, Hubbard, and periodic Anderson models. В данiй роботi узагальнено багаточастинковий формалiзм для ефекту Пельт’є для нелiнiйного/нерiвноважного режиму, що вiдповiдає сильним електричним полям (просторово-однорiдним але
 залежним вiд часу). Знайдено спiввiдношення мiж струмом та частиною потоку тепла, яке зводиться
 до теореми Джонсона-Махана для випадку режиму лiнiйного вiдгуку. У ефектi Пельт’є для нелiнiйного вiдгуку з’являється додатковий доданок у виразi для потоку тепла, що пов’язаний iз теплотою
 Джоуля (повнiстю проаналiзувати цей доданок неможливо). Розвинутий формалiзм є справедливим
 для будь-якої вимiрностi простору та для довiльних багаточастинкових систем з локальною взаємодiєю. Нами проiлюстровано це для випадку моделей Фалiкова-Кiмбала, Хаббарда та для перiодичної
 моделi Андерсона.