利用半导体-超导体结实现高效热电子发射运作与声子隔离
介观与纳米尺度物理
2020-05-22 v1 材料科学
摘要
在小尺度下控制热流对众多固态器件和系统至关重要。除了信息和通信器件的热管理外，掌握直至纳米尺度的热传递通道还能够实现例如新型存储概念、高灵敏度探测器和传感器、能量收集器以及紧凑型固态制冷机。特别是，用于电磁辐射的电子冷却器和热探测器依赖于电热响应的最大化以及声子输运的阻断。在这项工作中，我们提出并证明，在单个固态热电子发射结中可以实现高效的电热运作和声子传递阻断。我们的实验演示依赖于悬浮的半导体-超导体结，其中电热响应源于超导能隙，而声子阻断自然来自于结处的透射瓶颈。我们将不同尺寸的简并掺杂硅芯片（直至宏观尺度）直接悬挂于结上，并通过给结施加偏置来冷却这些芯片。电子冷却运作特性伴随着对结构中热阻分量的测量与分析，表明了结中声子阻断的运作原理。
引用
@article{arxiv.1809.02994,
title = {Efficient thermionic operation and phonon isolation by a semiconductor-superconductor junction},
author = {Emma Mykkänen and Janne S. Lehtinen and Leif Grönberg and Andrey Shchepetov and Andrey V. Timofeev and David Gunnarsson and Antti Kemppinen and Antti J. Manninen and Mika Prunnila},
journal= {arXiv preprint arXiv:1809.02994},
year = {2020}
}