ナノ・ノイズの限界に関する新たな理解(New understanding of the limits on nano-noise)

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2024-09-17 チャルマース工科大学

スウェーデンのチャルマース工科大学の研究チームは、ナノスケールでのノイズの制約を解明し、将来のナノエレクトロニクスの発展に寄与する重要な一歩を踏み出しました。ナノデバイスは小型化と効率化に貢献しますが、電気的なノイズが大きな課題です。このノイズは熱と電荷の変動によって引き起こされ、デバイスの性能に影響を与えます。研究では、ナノスケールの熱機関においてノイズと発電力のトレードオフが明らかにされ、今後の高精度デバイス設計の指針となることが期待されています。

<関連情報>

非平衡ゆらぎ-散逸境界 Out-of-Equilibrium Fluctuation-Dissipation Bounds

Ludovico Tesser and Janine Splettstoesser
Physical Review Letters  Published 3 May 2024
DOI:https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.132.186304

ナノ・ノイズの限界に関する新たな理解(New understanding of the limits on nano-noise)

Abstract

We prove a general inequality between the charge current and its fluctuations valid for any weakly interacting coherent electronic conductor and for any stationary out-of-equilibrium condition, thereby going beyond established fluctuation-dissipation relations. The developed fluctuation-dissipation bound saturates at large temperature bias and reveals additional insight for heat engines, since it limits the output power by power fluctuations. It is valid when the thermodynamic uncertainty relations break down due to quantum effects and provides stronger constraints close to thermovoltage.

0400電気電子一般
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