Gol’tsman, G. N. (2014). Overview of recent results for superconducting NbN terahertz and optical detectors and mixers.
Abstract: We present our recent achievements in the development of sensitive and ultrafast thin-film superconducting sensors: hot-electron bolometers (HEB), HEB-mixers for terahertz range and infrared single-photon counters. These sensors have already demonstrated a performance that makes them devices-of-choice for many terahertz and optical applications.
|
Pentin, I., Finkel, M., Maslennikov, S., Vakhtomin, Y., Smirnov, K., Kaurova, N., et al. (2017). Superconducting hot-electron-bolometer mixers for the mid-IR. Rus. J. Radio Electron., (10), http://jre.cplire.ru/jre/oct17/9/text.pdf.
Abstract: The work presents the result of development of the NbN superconducting hot-electron-bolometer (HEB) mixer. The sensitive element of the mixer is directly coupled to mid-IR radiation, and doesn’t have planar metallic antenna. Investigations of noise characteristics of NbN HEB mixer were performed at the frequency 28.4 THz (λ = 10.6 µm) by using gas-discharge CW CO2-laser without consideration of optical and electrical losses in the heterodyne receiver. The noise temperature of NbN HEB mixer with the size of the sensitive element 10 µm × 10 µm was 2320 K (~ 1.5hν/kB) at the heterodyne frequency of 28.4 THz. The noise temperature was determined by measuring the Y-factor taking into account the term which describes fluctuations of zero-point oscillations in accordance with the fluctuation-dissipation theorem of Calle-Welton. Isothermal method was used to estimate the absorbed heterodyne radiation power which was 9 µW at the optimal operating point for the minimum noise temperature of NbN HEB mixer.
|
Averkin, A. S., Shishkin, A. G., Chichkov, V. I., Voronov, B. M., Goltsman, G. N., Karpov, A., et al. (2014). Tunable frequency-selective surface based on superconducting split-ring resonators. In 8th Metamaterials.
Abstract: We study a possibility to use the 2D superconducting metamaterial as a tunable frequency-selective surface (FSS). The proposed FSS is made of sub-wavelength size (l/14) metamaterial unit cells, where a split-ring resonator is embedded in a small iris aperture in a metal plane. The split-ring resonator is made of NbN film, and its resonance frequency is tuned by the temperature of the sample, changing the kinetic inductance of NbN film. The Ansoft HFSS simulation predicts the FSS tuning range of about 10-20 %. The developed superconducting FSS may be used as a tunable band-pass filter or modulator.
|
Verevkin, A., Zhang, J., Pearlman, A., Slysz, W., Sobolewski, R., Korneev, A., et al. (2004). Ultimate sensitivity of superconducting single-photon detectors in the visible to infrared range.
Abstract: We present our quantum efficiency (QE) and noise equivalent power (NEP) measurements of the meandertype ultrathin NbN superconducting single-photon detector in the visible to infrared radiation range. The nanostructured devices with 3.5-nm film thickness demonstrate QE up to~ 10% at 1.3–1.55 µm wavelength, and up to 20% in the entire visible range. The detectors are sensitive to infrared radiation with the wavelengths down to~ 10 µm. NEP of about 2× 10-18 W/Hz1/2 was obtained at 1.3 µm wavelength. Such high sensitivity together with GHz-range counting speed, make NbN photon counters very promising for efficient, ultrafast quantum communications and another applications. We discuss the origin of dark counts in our devices and their ultimate sensitivity in terms of the resistive fluctuations in our superconducting nanostructured devices.
|
Гершензон, Е. М., Грачев, С. А., & Литвак-Горская, Л. Б. (1991). Механизм преобразования частоты в n-InSb-смесителе. Физика и техника полупроводников, 25(11), 1986–1998.
Abstract: Проведено комплексное исследование n-InSb смесителя на λ=2.6 мм, включающее в себя исследование вольт-амперных характеристик при E=0−2 В/см, температурной зависимости проводимости в диапазоне T=1.6−20 K, высокочастотной проводимости при f=0.5−10 МГц и магнитосопротивления при H=0−5 кЭ. Показано, что в оптимальном режиме механизм преобразования частоты связан с фотоионизационными процессами при прыжковой фотопроводимости (ПФП). На основе модели ПФП рассчитан коэффициент преобразования смесителя и произведено сопоставление его с экспериментом. Показана несостоятельность модели преобразования частоты в компенсированном n-InSb (K≥0.8), основанной на разогреве электронов. Обсуждены требования к параметрам материала и режимам n-InSb смесителя миллиметрового диапазона волн.
|
Банная, В. Ф., Веселова, Л. И., Гершензон, Е. М., Гусинский, Э. Н., & Литвак-Горская, Л. Б. (1990). Оценка точности метода определения раздельной концентрации примесей из измерений постоянной Холла. Физика и техника полупроводников, 24(12), 2145–2150.
Abstract: На примере p-Si⟨B,\,Ga⟩ с различной степенью компенсации проведена сравнительная оценка точности определения раздельной концентрации примесей по температурной зависимости концентрации дырок p(T) в случае одной и двух легирующих примесей с энергиями ионизации, различающимися менее чем в 2 раза. Исследована функция среднеквадратичного отклонения в пространстве параметров D(Nк, N2) (Nк, N1 и N2 — концентрации компенсирующих примесей бора и галлия соответственно, N2≫N1) в предположении, что N2, энергии B и Ga известны. Показано, что в случае двух легирующих примесей D(Nк, N1) в окрестностях минимума имеет «овражный» рельеф и при некоторых соотношениях между Nк и N1 разброс искомых величин превышает порядок, причем увеличение точности измерений p(T) существенного улучшения в вычислении параметров не дает. При одной легирующей примеси точность вычисления параметров высокая.
|
Воеводин, Е. И., Гершензон, Е. М., Гольцман, Г. Н., & Птицина, Н. Г. (1990). Влияние магнитного поля на захват свободных носителей мелкими примесями в Ge. Физика и техника полупроводников, 24(10), 1881–1883.
Abstract: Цель настоящей работы — измерение кинетики примесной фотопроводимости в квантующих магнитных полях.
|
Гальперин, Ю. М., Гершензон, Е. М., Дричко, И. Л., & Литвак-Горская, Л. Б. (1990). Кинетические явления в компенсированном n-InSb при низких температурах. Физика и техника полупроводников, 24(1), 3–24.
Abstract: Представлен обзор результатов цикла исследований природы электропроводности предельно очищенных образцов антимонида индия n-типа. Рассмотрены способы определения концентрации доноров и степени компенсации в этом материале, обсуждается роль свободных и локализованных на донорах электронов в электропроводности при гелиевых температурах. Обсуждение основано на анализе результатов исследования гальваномагнитных явлений, поглощения СВЧ излучения миллиметрового и субмиллиметрового диапазонов и ультразвука. Рассмотрены способы определения характеристик материала на основе комплекса результатов, полученных с помощью указанных методов. Обсуждается также фотопроводимость по примесям в n-InSb.
|
Банная, В. Ф., Веселова, Л. И., & Гершензон, Е. М. (1989). Особенности температурной зависимости холловской подвижности в легированных и некомпенсированных полупроводниках. Физика и техника полупроводников, 23(2), 338–345.
Abstract: На примере легированного и слабо компенсированного Si⟨B⟩ проведены исследования особенностей температурной зависимости подвижности при различных механизмах рассеяния. Уточнен метод определения концентрации компенсирующей примеси по μI(T). Полученные результаты обсуждаются и для Ge.
|
Гершензон, Е. М., Литвак-Горская, Л. Б., Луговая, Г. Я., & Шапиро, Е. З. (1986). Об интерпретации отрицательного магнитосопротивления в случае проводимости по верхней зоне Хаббарда в n-Ge⟨Sb⟩. Физика и техника полупроводников, 20(1), 99–103.
Abstract: В рамках теории квантовых поправок к проводимости объяснено отрицательное магнитосопротивление в n-Ge с концентрацией доноров Nd≃2.8⋅1016÷1.1⋅1017см−3, наблюдаемое в диапазоне температур 4.2−10 K, когда основной вклад в проводимость дают электроны верхней зоны Хаббарда. Показано, что время релаксации фазы волновой функции τφ определяется временем электрон-фононного взаимодействия τeph.
|
