Селиверстов, С. В., Финкель, М. И., Рябчун, С. А., Воронов, Б. М., Каурова, Н. С., Селезнев, В. А., et al. (2014). Терагерцевый сверхпроводниковый детектор с аттоджоулевым энергетическим разрешением и постоянной времени 25 пс. In Труды XVIII международного симпозиума «Нанофизика и наноэлектроника» (Vol. 1, pp. 91–92).
Abstract: Представлены результаты измерения энергетического разрешения терагерцевого сверхпроводникового NbN-детектора на эффектеэлектронного разогрева, работающего при температуре около 10 К. Использование инновационной in situ технологии производства привело к существенному улучшению чувствительности детектора. Увеличение быстродействия детектора было достигнуто за счет реализации дополнительного диффузионного канала охла-ждения электронной подсистемы. Измеренное значение эквивалентной мощности шума на частоте 2.5 ТГц составило 2.0×10-13Вт•Гц-0.5, постоянной времени 25 пс. Соответствующее расчетное значение энергетического разрешения составило 2.5 аДж.
|
Смирнов, К. В. (2000). Энергетическая релаксация электронов в 2D-канале гетеропереходов GAAS/ALGAAS и транспортные процессы в структурах полупроводник-сверхпроводник на их основе. Ph.D. thesis, , .
Abstract: Диссертация посвящена изучению электрон-фононного взаимодействия в двумерном электронном газе, образующемся на границе раздела полупроводников AlGaAs и GaAs, а также созданию на основе гетероперехода GaAs/AlGaAs и сверхпроводника NbN гибридных структур сверхпроводник-полупроводник-сверхпроводник и изучению их электрофизических свойств.
|
Корнеев, А. А., Окунев, О. В., Чулкова, Г. М., Смирнов, К. В., Милостная, И. И., Минаева, О. В., et al. (2015). Спонтанные и фотоиндуцированные резистивные состояния в узких сверхпроводящих NbN полосках. МПГУ.
Abstract: Монография посвящена актуальной проблеме современной фотоники: разработке высокочувствительных и быстродействующих сверхпроводниковых однофотонных детекторов на основе тонкой пленки NbN. В работе исследуются неравновесные процессы, протекающие в тонкой сверхпроводящей пленке после поглощения инфракрасного фотона и приводящие к возникновению резистивного состояния. На этих процессах основан механизм фотоотклика исследуемого в работе однофотонного детектора. В частности, исследуются зависимости квантовой эффективности и скорости темнового счета от геометрических параметров детектора: толщины пленки, ширины полоски, а также от величины транспортного тока детектора. Монография предназначена для студентов старших курсов, аспирантов и начинающих исследователей, работающих в области сверхпроводниковой наноэлектроники и радиофизики.
|
Чулкова, Г. М., Корнеев, А. А., Смирнов, К. В., & Окунев, О. В. (2012). Энергетическая релаксация в примесных металлах, двумерном электронном газе в AlGaAs-GaAs, сверхпроводниковых пленках NbN и детекторы субмиллиметрового и ик излучения на их основе. Прометей, МПГУ.
Abstract: Монография посвящена обзору исследований влияния эффектов электронного беспорядка на электронное взаимодействие в металлах, сверхпроводниках, полупроводниках, а также в различных низкоразмерных структурах. Актуальность поднятых в монографии вопросов определяется интенсивным развитием нанотехнологий, созданием новых наноструктурированных материалов и уникальных наноэлементов для электроники и фотоники. Упругое электронное рассеяние на границах наноструктур качественно меняет взаимодействие электронов с фонолами, что, безусловно, должно учитываться при проектировании соответствующей элементной базы. Прикладная часть работы посвящена контролируемой модификации электронных процессов для оптимизации новых наносенсоров на основе электронного разогрева в сверхпроводниковых и полупроводниковых структурах. Монография предназначена для студентов старших курсов, аспирантов и начинающих следователей, работающих в области сверхпроводниковой наноэлектроники.
|
Sclafani, M., Marksteiner, M., Keir, F. M. L., Divochiy, A., Korneev, A., Semenov, A., et al. (2012). Sensitivity of a superconducting nanowire detector for single ions at low energy. Nanotechnol., 23(6), 065501 (1 to 5).
Abstract: We report on the characterization of a superconducting nanowire detector for ions at low kinetic energies. We measure the absolute single-particle detection efficiency eta and trace its increase with energy up to eta = 100%. We discuss the influence of noble gas adsorbates on the cryogenic surface and analyze their relevance for the detection of slow massive particles. We apply a recent model for the hot-spot formation to the incidence of atomic ions at energies between 0.2 and 1 keV. We suggest how the differences observed for photons and atoms or molecules can be related to the surface condition of the detector and we propose that the restoration of proper surface conditions may open a new avenue for SSPD-based optical spectroscopy on molecules and nanoparticles.
|
|
Kroug, M., Yagoubov, P., Gol'tsman, G., & Kollberg, E. (1997). NbN quasioptical phonon cooled hot electron bolometric mixers at THz frequencies. In Inst. Phys. Conf. Ser. (Vol. 1, pp. 405–408). Bristol.
|
|
Ryabchun, S., Smirnov, A., Pentin, I., Vakhtomin, Y., Smirnov, K., Kaurova, N., et al. (2011). Superconducting single photon detector integrated with optical cavity. In Proc. MLPLIT (pp. 143–145). Modern laser physics and laser-information technologies for science and manufacture.
|
|
Maslennikova, A., Larionov, P., Ryabchun, S., Smirnov, A., Pentin, I., Vakhtomin, Y., et al. (2011). Noise equivalent power and dynamic range of NBN hot-electron bolometers. In Proc. MLPLIT (pp. 146–148). Modern laser physics and laser-information technologies for science and manufacture.
|
|
Slysz, W., Wegrzecki, M., Bar, J., Grabiec, P., Gol'tsman, G. N., Verevkin, M., et al. (2004). NbN superconducting single-photon detectors coupled with a communication fiber (Vol. 37).
|
Semenov, A., Richter, H., Hübers, H. - W., Smirnov, K., Voronov, B., & Gol'tsman, G. (2003). Development of terahertz superconducting hot-electron bolometer mixers. In Proc. 6th European Conf. Appl. Supercond. (Vol. 181, pp. 2960–2965).
Abstract: We present recent results of the development of phonon cooled hot-electron bolometric (HEB) mixers for airborne and balloon borne terahertz heterodyne receivers. Three iomportant issues have been addresses: the quality of NbN films the HEB mixers were made from, the spectral properties of the HEB mixers and the local oscillator power required for optical operation. Studies with an atomic force microscope indicate, that the performance of the HEB mixer might have been effected by the microstructure of the NbN film. Antenna gain and noise temperature were investigated at terahertz frequencies for a HEB embedded in either log-spiral or twin-slot feed antenna. Comparison suggests that at frequencies above 3 THz the spiral feed provides better overall performance. At 1.6 THz, a power of 2.5 µW was required from the local oscillator for optimal operation of the HEB mixer.
|
Verevkin, A., Williams, C., Gol’tsman, G. N., Sobolewski, R., & Gilbert, G. (2001). Single-photon superconducting detectors for practical high-speed quantum cryptography. Optical Society of America.
Abstract: We have developed an ultrafast superconducting single-photon detector with negligible dark counting rate. The detector is based on an ultrathin, submicron-wide NbN meander-type stripe and can detect individual photons in the visible to near-infrared wavelength range at a rate of at least 10 Gb/s. The above counting rate allows us to implement the NbN device to unconditionally secret quantum key distRochester, New Yorkribution in a practical, high-speed system using real-time Vernam enciphering.
|
Tong, C. - Y. E., Meledin, D., Loudkov, D., Blundell, R., Erickson, N., Kawamura, J., et al. (2003). A 1.5 THz Hot-Electron Bolometer mixer operated by a planar diode based local oscillator. In IEEE MTT-S Int. Microwave Symp. Digest (Vol. 2, pp. 751–754).
Abstract: We have developed a 1.5 THz superconducting NbN Hot-Electron Bolometer mixer. It is operated by an all-solid-state Local Oscillator comprising of a cascade of 4 planar doublers following an MMIC based W-band power amplifier. The threshold available pump power is estimated to be 1 /spl mu/W.
|
Ekström, H., Kroug, M., Belitsky, V., Kollberg, E., Olsson, H., Goltsman, G., et al. (1996). Hot electron mixers for THz applications. In E. J. Rolfe, & G. Pilbratt (Eds.), Proc. 30th ESLAB (pp. 207–210).
Abstract: We have measured the noise performance of 35 A thin NbN HEB devices integrated with spiral antennas on antireflection coated silicon substrate lenses at 620 GHz. From the noise measurements we have determined a total conversion gain of the receiver of—16 dB, and an intrinsic conversion of about-10 dB. The IF bandwidth of the 35 A thick NbN devices is at least 3 GHz. The DSB receiver noise temperature is less than 1450 K. Without mismatch losses, which is possible to obtain with a shorter device, and with reduced loss from the beamsplitter, we expect to achieve a DSB receiver noise temperature of less ‘than 700 K.
|
Arutyunov, K. Y., Ramos-Alvarez, A., Semenov, A. V., Korneeva, Y. P., An, P. P., Korneev, A. A., et al. (2016). Superconductivity in highly disordered NbN nanowires. Nanotechnol., 27(47), 47lt02 (1 to 8).
Abstract: The topic of superconductivity in strongly disordered materials has attracted significant attention. These materials appear to be rather promising for fabrication of various nanoscale devices such as bolometers and transition edge sensors of electromagnetic radiation. The vividly debated subject of intrinsic spatial inhomogeneity responsible for the non-Bardeen-Cooper-Schrieffer relation between the superconducting gap and the pairing potential is crucial both for understanding the fundamental issues of superconductivity in highly disordered superconductors, and for the operation of corresponding nanoelectronic devices. Here we report an experimental study of the electron transport properties of narrow NbN nanowires with effective cross sections of the order of the debated inhomogeneity scales. The temperature dependence of the critical current follows the textbook Ginzburg-Landau prediction for the quasi-one-dimensional superconducting channel I c approximately (1-T/T c)(3/2). We find that conventional models based on the the phase slip mechanism provide reasonable fits for the shape of R(T) transitions. Better agreement with R(T) data can be achieved assuming the existence of short 'weak links' with slightly reduced local critical temperature T c. Hence, one may conclude that an 'exotic' intrinsic electronic inhomogeneity either does not exist in our structures, or, if it does exist, it does not affect their resistive state properties, or does not provide any specific impact distinguishable from conventional weak links.
|
Semenov, A. D., Hübers, H. - W., Gol’tsman, G. N., & Smirnov, K. (2002). Superconducting quantum detector for astronomy and X-ray spectroscopy. In J. Pekola, B. Ruggiero, & P. Silvestrini (Eds.), Proc. Int. Workshop on Supercond. Nano-Electronics Devices (pp. 201–210). Boston, MA: Springer.
Abstract: We propose the novel concept of ultra-sensitive energy-dispersive superconducting quantum detectors prospective for applications in astronomy and X-ray spectroscopy. Depending on the superconducting material and operation conditions, such detector may allow realizing background limited noise equivalent power 10−21 W Hz−1/2 in the terahertz range when exposed to 4-K background radiation or counting of 6-keV photon with almost 10—4 energy resolution. Planar layout and relatively simple technology favor integration of elementary detectors into a detector array.
|
