|
|
Yagoubov, P., Kroug, M., Merkel, H., Kollberg, E., Hübers, H. - W., Schubert, J., et al. (1999). NbN hot electron bolometric mixers at frequencies between 0.7 and 3.1 THz. In Proc. 10th Int. Symp. Space Terahertz Technol. (pp. 238–246).
Abstract: The performance of NbN based phonon-cooled Hot Electron Bolometric (HEB) quasioptical mixers is investigated in the 0.7-3.1 THz frequency range. The devices are made from a 3.5-4 nm thick NbN film on high resistivity Si and integrated with a planar spiral antenna on the same substrate. The length of the bolometer microbridge is 0.1- 0.2 gm, the width is 1-2 gm. The best results of the DSB receiver noise temperature measured at 1.5 GHz intermediate frequency are: 800 K at 0.7 THz, 1100 K at 1.6 THz, 2000 K at 2.5 THz and 4200 K at 3.1 THz. The measurements were performed with a far infrared laser as the local oscillator (LO) source. The estimated LO power required is less than 500 nW at the receiver input. First results on the spiral antenna polarization measurements are reported.
|
|
|
|
Schwaab, G. W., Hübers, H. - W., Schubert, J., Erichsen, P., Gol'tsman, G., Semenov, A., et al. (1999). A high resolution spectrometer for the investigation of molecular structures in the THZ range. In Proc. 10th Int. Symp. Space Terahertz Technol. (pp. 530–538).
Abstract: A status report on the design study of a novel tunable far-infrared (TuFTR) spectrometer for the investigation of the structure of weakly bound molecular complexes is given. The goal is a sensitive TuFIR spectrometer with full frequency coverage from 1-6 THz. To hit the goal, advanced sources (e.g. p-Ge lasers) and detectors (e.g. superconducting hot electron bolometric (HEB) mixers) shall be employed to extend the technique of cavity ringdown spectroscopy, that is currently used at optical and infrared frequencies to the FIR spectral range. Critical for such a system are high-Q resonators that still allow good optical coupling, and wideband antireflection coatings to increase detector sensitivity and decrease optical path losses. 2 nd order effective media theory and an iterative multilayer algorithm have been employed to design wideband antireflection coatings for dielectrics with large dielectric constants like Ge or Si. Taking into account 6 layers, for Si bandwidths of 100% of the center frequency could be obtained with power reflectivities below 1% for both polarizations simultaneously. Wideband dielectric mirrors including absorption losses were also studied yielding a bandwidth of about 50% with reflectivities larger than 99.5%.
|
|
|
|
Schubert, J., Semenov, A., Hübers, H. - W., Gol'tsman, G., Schwaab, G., Voronov, B., et al. (1999). Broad-band terahertz NbN hot-electron bolometric mixer. In Inst. Phys. Conf. (Vol. 167, pp. 663–666).
|
|
|
|
Yagoubov, P., Kroug, M., Merkel, H., Kollberg, E., Schubert, J., Hubers, H. - W., et al. (1998). Performance of NbN phonon-cooled hot-electron bolometric mixer at Terahertz frequencies. In Proc. 6-th Int. Conf. Terahertz Electron. (pp. 149–152).
Abstract: The performance of a NbN based phonon-cooled Hot Electron Bolometric (HEB) quasioptical mixer is investigated in the 0.65-3.12 THz frequency range. The device is made from a 3 nm thick NbN film on high resistivity Si and integrated with a planar spiral antenna on the same substrate. The in-plane dimensions of the bolometer strip are 0.2/spl times/2 /spl mu/m. The results of the DSB noire temperature are: 1300 K at 650 GHz, 4700 K at 2.5 TBz and 10000 K at 3.12 THz. The RF bandwidth of the receiver is at least 2.5 THz. The amount of LO power absorbed in the bolometer is about 100 nW. The mixer is linear to within 1 dB compression up to the signal level 10 dB below that of the LO. The intrinsic single sideband conversion gain is measured to be -9 dB, the total conversion gain -14 dB.
|
|
|
|
Schwaab, G. W., Auen, K., Bruendermann, E., Feinaeugle, R., Gol’tsman, G. N., Huebers, H. - W., et al. (1998). 2- to 6-THz heterodyne receiver array for the Stratospheric Observatory for Infrared Astronomy (SOFIA). In T. G. Phillips (Ed.), Proc. SPIE (Vol. 3357, pp. 85–96). SPIE.
Abstract: The Institute of Space Sensor Technology of the German Aerospace Center (DLR) is developing a heterodyne array receiver for the frequency range 2 to 6 THz for the Stratospheric Observatory for Infrared Astronomy (SOFIA). Key science issues in that frequency range are the observation of lines of atoms [e.g. (OI)], ions [e.g. (CII), (NII)], and molecules (e.g. OH, HD, CO) with high spectral resolution to study the dynamics and evolution of galactic and extragalactic objects. Long term goal is the development of an integrated array heterodyne receiver with superconducting hot electron bolometric (HEB) mixers and p-type Ge or Si lasers as local oscillators. The first generation receiver will be composed of HEB mixers in a 2 pixel 2 polarization array which will be pumped by a gas laser local oscillator. Improved Schottky diode mixers are the backup solution for the HEBs. The state of the art of HEB mixer and p-type Ge laser technology are described as well as possible improvements in the ’conventional’ optically pumped far-infrared laser and Schottky diode mixer technology. Finally, the frequency coverage of the first generation heterodyne receiver for some important astronomical transitions is discussed. The expected sensitivity is compared to line fluxes measured by the ISO satellite.
|
|
|
|
Kawamura, J., Blundell, R., Tong, C. - Y. E., Gol'tsman, G., Gershenzon, E., & Voronov, B. (1995). NbN hot-electron mixer measurements at 200 GHz. In Proc. 6th Int. Symp. Space Terahertz Technol. (pp. 254–261).
Abstract: We present noise and gain measurements of resistively driven NbN hot-electron mixers near 200 GHz. The device geometry is chosen so that the dominant cooling process of the hot-electrons is their interaction with the lattice. Except for a single batch, the intermediate frequency cut-off of these mixer elements is – 3 700 MHz, and has shown little variation among other batches of devices. At 100 MHz we measured intrinsic mixer losses as low as —3 dB. We measured the noise temperatures at several intermediate frequencies, and for the best de- vice at 137 MHz with 20 MHz bandwidth, we measured 2000 K; using a low-noise first- stage amplifier at 1.5 GHz with 200 MHz bandwidth, the receiver noise temperature measured 2800 K. We estimate that the noise contribution from the mixer is 500 K and the total losses are —15 dB at 137 MHz.
|
|
|
|
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.
|
|
|
|
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.
|
|
|
|
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.
|
|
