Andreev Reflection Mediated ∆T Noise in Metal/Insulator/Superconductor Junctions

Core Concepts

Andreev reflection enhances ∆T noise in metal-insulator-superconductor junctions, with thermal-noise dominating shot-noise.

Abstract

The article explores the characterization of ∆T noise in 1D metal/insulator/superconductor junctions, focusing on Andreev reflection's impact. It discusses the dominance of thermal-noise over shot-noise, establishing a general bound independent of barrier strength. The study compares NIS and NIN junctions, highlighting the sensitivity of ∆T noise to changes in barrier strength and the role of Andreev reflection. I. Introduction: Quantum noise analysis for quantum transport insights. Recent focus on ∆T quantum noise due to temperature gradient. II. Theory: Hamiltonian formulation for NIS junction using BDG formalism. Wave functions description for normal metal and superconductor regions. III. Results and Discussion: Comparison of ∆T noise behavior in transparent, intermediate, and tunnel limits. Analysis of dominant contributions from temperature difference to ∆T sh and ∆Tth noise. IV. Analysis: Characteristics of quantum shot-noise and thermal-noise at different bias voltages. V. Experimental Realization and Conclusion: Proposal for experimental setup to measure ∆T noise in NIS junctions.

Stats

∆T thermal-noise (∆Tth) is always higher than or equal to ∆T shot-noise (∆T sh), i.e., ∆T sh/∆Tth ≤ 1. ∆NIS T /∆NIN T ≈ 2 in the transparent limit (Z → 0). ∆NIS T sh /∆NIN T sh ≈ 2 in the transparent limit (Z → 0). ∂f(E)/∂(kB ¯T) term dominates leading order contribution to total ∆NIS T noise with temperature difference (∆T).

Quotes

Key Insights Distilled From

Andreev reflection mediated $Δ_T$ noise

by Tusaradri Mo... at arxiv.org 03-19-2024

https://arxiv.org/pdf/2403.10990.pdf

Deeper Inquiries

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How can insights from this study be applied to improve the design of nanoscale devices

この研究から得られた示唆を利用してナノスケールデバイスの設計改善へどう応用できますか？ この研究から得られた知見はナノスケールデバイス設計へ直接応用することが可能です。例えば、Andreev 反射率や障壁強度等へ基づいて正確な量子トランスポート特性評価手法開発したり、「透明限界」また「トンネル限界」等異種材料間インターフェース効果考慮した新規デバイス設計戦略立案する事も可能です。