論文の概要: Zeptojoule Microwave Calorimetry with Nanosecond Recovery in Graphene

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2610.33414v1
• Date: Sat, 24 Oct 2026 03:05:00 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-10-29 19:17:28.496719
• Title: Zeptojoule Microwave Calorimetry with Nanosecond Recovery in Graphene
• Title（参考訳）: ナノ秒法によるグラフェン中のゼプトジュールマイクロ波カロリメトリー
• Abstract要約: ナノ秒パルスを用いてグラフェンジョセフソン接合マイクロ波カロリー計を校正する。 パルス幅依存性のカロリー測定とボロメトリー熱測定は、電子熱容量が12.4倍であることを示している。 これらのパラメータを用いた熱モデルは、21.2 meVを予測し、観測されたスイッチング応答を定量的に再現する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 5.182807214579951
• License: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
• Abstract: Graphene calorimeters are predicted to combine extreme energy sensitivity with rapid thermal recovery, yet experiments remain far from ideal estimates. Here, we directly calibrate a graphene Josephson-junction microwave calorimeter using nanosecond pulses and independently determine the thermal parameters of the same operating device. At 110 mK, calibrated pulse measurements yield a characteristic switching-energy scale of 18.1 meV (2.90 zJ), while time-resolved two-pulse thermometry gives an intrinsic relaxation time of 19.5 ns. Pulse-width-dependent calorimetry and bolometric thermometry show that the electronic heat capacity is 12.4 times and the electron-phonon coupling is approximately 50 times larger than ideal estimates. A thermal model using these measured parameters predicts 21.2 meV, quantitatively reproducing the observed switching response. These results identify the microscopic origin of the sensitivity gap in graphene calorimeters and establish a self-consistent calibration framework for ultrafast nanoscale thermal detectors.
• Abstract（参考訳）: グラフェンのカロリー計は、極度のエネルギー感度と急速な熱回復を組み合わせていると予測されているが、実験は理想的な見積もりとは程遠いままである。 そこで我々は,ナノ秒パルスを用いたグラフェンジョセフソン接合マイクロ波温度計を直接校正し,同じ動作装置の熱パラメータを独立に決定する。 110 mKでは、校正されたパルス測定により18.1 mV (2.90 zJ)の特性スイッチングエネルギースケールが得られ、時間分解された2パルス熱測定では19.5 nsの固有緩和時間が得られる。 パルス幅依存性のカロリー測定とボロメトリーは、電子熱容量が12.4倍、電子-フォノン結合が理想的な推定値の約50倍であることを示している。 これらのパラメータを用いた熱モデルは、21.2 meVを予測し、観測されたスイッチング応答を定量的に再現する。 これらの結果は,グラフェン温度計の感度ギャップの微視的起源を明らかにし,超高速ナノスケール熱検出器の自己持続キャリブレーションの枠組みを確立した。

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