論文の概要: Graphene-Insulator-Superconductor junctions as thermoelectric bolometers
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2512.14493v1
- Date: Tue, 16 Dec 2025 15:25:08 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-12-17 16:49:26.764559
- Title: Graphene-Insulator-Superconductor junctions as thermoelectric bolometers
- Title（参考訳）: 熱電ボロメーターとしてのグラフェン-絶縁体-超伝導接合
- Authors: Leonardo Lucchesi, Federico Paolucci,
- Abstract要約: グラフェン-絶縁体-超伝導トンネル接合を用いた超電導熱電ボルメータを設計する。
我々の検出器は、外部バイアスを変調することなく直接電圧に入力電力を変換するので、受動的であることの利点がある。
このデバイスは、製造と熱予算の利点も考慮して、大型アレイ宇宙実験の応用を約束している。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: We design a superconducting thermoelectric bolometer made of a Graphene-Insulator-Superconductor tunnel junction. Our detector has the advantage of being passive, as it directly transduces input power to a voltage without the need to modulate an external bias. We characterize the device via numerical simulation of the full nonlinear thermal dynamical model of the junction, considering heating of both sides of the junction. While estimating noise contributions, we found novel expressions due to the temperatures of both sides being different than the bath temperature. Numerical simulations show a Noise Equivalent Power ${\rm NEP}\sim 4\times 10^{-17}\,{\rm W}/\sqrt{\rm Hz}$ for an input power of $\sim10^{-16}\,{\rm W}$, a response time of $τ_{th}\sim 200\, {\rm ns}$ and an integration time to obtain a Signal-to-Noise Ratio ${\rm SNR}=1$ of $τ_{\rm SNR=1}\sim 100\,μ{\rm s}$ for an input power $\sim 10^{-13}\,{\rm W}$. Therefore, the device shows promise for large-array cosmological experiment applications, also considering its advantages for fabrication and heat budget.
- Abstract（参考訳）: グラフェン-絶縁体-超伝導トンネル接合を用いた超電導熱電ボルメータを設計する。
我々の検出器は、外部バイアスを変調することなく直接電圧に入力電力を変換するので、受動的であることの利点がある。
接合部の両側の加熱を考慮した全非線形熱力学モデルの数値シミュレーションによる特徴付けを行う。
雑音の寄与を推定しながら,両面の温度が浴槽温度と異なるため,新しい表現が得られた。
数値シミュレーションでは、ノイズ等価電力 ${\rm NEP}\sim 4\times 10^{-17}\,{\rm W}/\sqrt{\rm Hz}$ for an input power of $\sim10^{-16}\,{\rm W}$, a response time of $τ_{th}\sim 200\, {\rm ns}$ and a integration time to obtained a Signal-to-Noise Ratio ${\rm SNR}=1$ of $τ_{\rm SNR=1}\sim 100\,μ{\rm s}$ for an input power $\sim 10^{-13}\,{\rm W}$が示される。
したがって、この装置は、製造や熱予算の利点も考慮し、大型アレイ宇宙実験の応用を約束する。
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