MétaCan
Menu
Retour à la cohorte
Enregistrement W4226411250 · doi:10.1103/physrevapplied.17.044019

Heat Transport in Silicon Nitride Drum Resonators and its Influence on Thermal Fluctuation-Induced Frequency Noise

2022· article· en· W4226411250 sur OpenAlexaff
Nikaya Snell, Chang Zhang, Gengyang Mu, Alexandre Bouchard, Raphaël St-Gelais

Notice bibliographique

RevuePhysical Review Applied · 2022
Typearticle
Langueen
DomainePhysics and Astronomy
ThématiqueMechanical and Optical Resonators
Établissements canadiensUniversity of Ottawa
Organismes subventionnairesnon disponible
Mots-clésThermal conductivityResonatorNoise (video)Thermal conductionPhysicsSilicon nitrideCondensed matter physicsWork (physics)Materials scienceThermalNoise-equivalent powerSiliconOptoelectronicsAtomic physicsOpticsThermodynamicsDetector

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

Silicon nitride ($\mathrm{Si}\mathrm{N}$) drumhead resonators offer a promising platform for thermal sensing owing to their high mechanical quality factor and the high temperature sensitivity of their resonance frequency. As such, gaining an understanding of heat transport in $\mathrm{Si}\mathrm{N}$ resonators as well as their noise limitations are of interest, both of which are goals of the present work. We first present measurements of radiative heat transport in $\mathrm{Si}\mathrm{N}$ membranes, which we use for benchmarking two recently proposed theoretical models. We measure the characteristic thermal response time of square $\mathrm{Si}\mathrm{N}$ membranes with a thickness of 90 \ifmmode\pm\else\textpm\fi{} 1.7 nm and side lengths from 1.5 to 12 mm. A clear transition between radiation- and conduction-dominated heat transport is measured, in close correspondence with theory. In the second portion of this work, we use our experimentally validated heat transport model to provide a closed-form expression for thermal fluctuation-induced frequency noise in $\mathrm{Si}\mathrm{N}$ membrane resonators. We find that, for large-area $\mathrm{Si}\mathrm{N}$ membranes, thermal fluctuations can be greater than thermomechanical contributions to frequency noise. For the specific case of thermal radiation sensing applications, we also derive the noise-equivalent power resulting from thermal fluctuation-induced frequency noise, and we show in which conditions it reduces to the classical detectivity limit of thermal radiation sensors. Our work therefore provides a path towards achieving thermal radiation sensors operating at the unattained fundamental detectivity limit of bolometric sensing. We also identify questions that remain when attempting to push the limits of radiation sensing; in particular, the effect of thermal fluctuation noise in closed-loop frequency tracking schemes remains to be clarified.

Récupéré en direct depuis OpenAlex et désinversé. Les résumés ne sont pas conservés dans cette base de données : les index inversés représentent 8,6 Go des 9,3 Go de texte de la base, et le serveur dispose de 13 Go libres.

Comment cette classification a été obtenuedéplier

Prédiction distillée sur la base complète

Imitation des enseignants

Ni prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.

score de la tête « metaresearch » (Codex)0,000
score de la tête « metaresearch » (Gemma)0,000
Version: codex-gemma-dda1882f352aStatut de validation: machine_predicted_unvalidated
Catégories candidatesaucune
Catégories consensuellesaucune
DomaineSignal candidat: aucune · Signal consensuel: aucune
Devis d'étudeSignal candidat: Théorique ou conceptuel · Signal consensuel: Théorique ou conceptuel
GenreSignal candidat: Empirique · Signal consensuel: Empirique
Score de désaccord entre enseignants0,239
Score d'incertitude au seuil0,843

Scores Codex et Gemma par catégorie

CatégorieCodexGemma
Métarecherche0,0000,000
Méta-épidémiologie (sens strict)0,0000,000
Méta-épidémiologie (sens large)0,0000,000
Bibliométrie0,0000,000
Études des sciences et des technologies0,0000,000
Communication savante0,0000,000
Science ouverte0,0000,000
Intégrité de la recherche0,0000,001
Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger)0,0010,000

Scores machine (provisoires)

Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.

Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.

Tête enseignante Opus0,012
Tête enseignante GPT0,263
Écart entre enseignants0,251 · la distance entre les deux têtes enseignantes sur ce seul travail
Statut de validationscore_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découle

Classification

machine, non validée

Prédiction automatique; un appel candidat d’une seule tête enseignante, pas un consensus.

Les modèles n’ont appliqué aucune catégorie : rien dans la taxonomie ne correspondait à ce travail.
Devis d'étudeThéorique ou conceptuel
Domainenon disponible
GenreEmpirique

Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».

En bref

Citations22
Publié2022
Routes d'admission1
Résumé présentoui

Explorer davantage

Même revuePhysical Review AppliedMême sujetMechanical and Optical ResonatorsTravaux en français237 207