|
|
Корнеев, А. А., Минаева, О., Рубцова, И., Милостная, И., Чулкова, Г., Воронов, Б., et al. (2005). Сверхпроводящий однофотонный детектор на основе ультратонкой пленки NbN. Квантовая электроника, 35(8), 698–700.
Abstract: Представлены результаты исследований сверхпроводящих однофотонных детекторов, изготовленных из ультратонкой пленки NbN. Развитие технологического процесса изготовления детекторов, а также снижение рабочей температуры до 2 К позволили существенно увеличить квантовую эффективность: для видимого света (λ = 0.56 мкм) она составила 30%–40%, т.е. достигла предела, определяемого коэффициентом поглощения пленки. С ростом длины волны квантовая эффективность экспоненциально падает, составляя ~20% на λ=1.55 мкм и ~0.02% на λ = 5 мкм. При скорости темнового счета ~10-4s-1 экспериментально измеренная эквивалентная мощность шума составила 1.5 × 10-20 Вт/Гц-1/2; в дальнейшем она может быть уменьшена до рекордно низкого значения 5 × 10-21 Вт/Гц-1/2. Временное разрешение детектора равно 30 пс.
|
|
|
|
Смирнов, К. В. (2009). Создание приборов на сверхпроводниковых счетчиках фотонов и методов диагностики КМОП микросхем, гетероструктур и лазеров на квантовых точках. Министерство образования и науки РФ.
Abstract: Этап №1 (дата окончания: 30.09.2009)
Разработана методика изготовления сверхпроводниковых однофотонных детекторов (SSPD) с монокристаллической структурой пленки сверхмалой толщины. Изготовлены экспериментальные образцы сверхпроводниковых однофотонных детекторов (SSPD). Разработана методика пакетирования сверхпроводникового однофотонного детектора в оптический узел с одномодовым оптоволокном. Изготовлены экспериментальные образцы приемных модулей на основе однофотонных сверхпроводниковых детекторов из NbN-нанопленок.
Этап №2 (дата окончания: 28.10.2009)
Разработаны методы диагностики КМОП микросхем, гетероструктур и лазеров на квантовых точках и методика измерения мощности излучения полупроводниковых лазеров на квантовых точках с использованием сверхпроводниковых однофотонных детекторов (SSPD). Проведена технико-экономическая оценка рыночного потенциала полученных результатов.
|
|
|
|
Vachtomin, Y. B., Antipov, S. V., Maslennikov, S. N., Smirnov, K. V., Polyakov, S. L., Zhang, W., et al. (2006). Quasioptical hot electron bolometer mixers based on thin NBN films for terahertz region. In Proc. 16th Int. Crimean Microwave and Telecommunication Technology (Vol. 2, pp. 688–689).
Abstract: Presented in this paper are the performances of HEB mixers based on 2-3.5 nm thick NbN films integrated with log-periodic spiral antenna. Double side-band receiver noise temperature values are 1300 K and 3100 K at 2.5 THz and at 3.8 THz, respectively. Mixer gain bandwidth is 5.2 GHz. Local oscillator power is 1-3 muW for mixers with different active area
|
|
|
|
Вахтомин, Ю. Б., Антипов, С. В., Масленников, С. Н., Смирнов, К. В., Поляков, С. Л., Чжан, В., et al. (2006). Квазиоптические смесители терагерцового диапазона на основе эффекта разогрева электронов в тонких пленках NbN. In Proc. 16th Int. Crimean Microwave and Telecommunication Technology (Vol. 2, pp. 688–689).
Abstract: Представлены результаты измерения рактеристик смесителей на эффекте разогрева электронов в тонких сверхпроводниковых пленках NbN. Смесители были изготовлены на основе пленок NbN толщиной 2-3.5 нм осажденных на кремниевую подложку с буферным подсло- ем MgO. Смесительный элемент согласовывался с планар- ной логопериодической спиральной антенной. Лучшее зна- чение шумовой температуры приемника на основе NbN смесителя составило 1300 К и 3100 К на частотах гетеро- дина 2.5 TГц и 3.8 ТГц, соответственно. Максимальное зна- чение полосы преобразования, измеренной на частоте 900 |Ц, достигло значения 5.2 ГГц для смесителя изготовлен- ного из NbN пленки толщиной 2 нм. Оптимальная мощность Представлены результаты измерения ха- гетеродинного источника составила 1-3 мкВт для смесите- лей с различным объемом смесительного элемента.
|
|
|
|
Smirnov, K., Korneev, A., Minaeva, O., Divochij, A., Rubtsova, I., Antipov, A., et al. (2006). Superconducting single-photon detector for near- and middle IR wavelength range. In Proc. 16th Int. Crimean Microwave and Telecommunication Technology (Vol. 2, pp. 684–685).
Abstract: Presented in this paper are the results of research of NbN-film superconducting single-photon detector. At 2 K temperature, quantum efficiency in the visible light (0.56 mum) reaches 30-40 %. With the wavelength increase quantum efficiency decreases and comes to 20% at 1.55 mum and 0.02% at 5.6 mum. Minimum dark counts rate is 2times10-4s-1. The jitter of detector is 35 ps. The detector was successfully implemented for integrated circuits non-invasive optical testing. It is also perspective for quantum cryptography systems
|
|
|
|
Voronov, B. M., Gershenzon, E. M., Gol'tsman, G. N., Gubkina, T. O., & Semash, V. D. (1994). Superconductive properties of ultrathin NbN films on different substrates. Sverkhprovodimost': Fizika, Khimiya, Tekhnika, 7(6), 1097–1102.
Abstract: A study was made on dependence of surface resistance, critical temperature and width of superconducting transition on application temperature and thickness of NbN films, which varied within the range of 3-10 nm. Plates of sapphire, fused and monocrystalline quartz, MgO, as well as Si and silicon oxide were used as substrates. NbN films with 160 μθ·cm specific resistance and 16.5 K (Tc) critical temperature were obtained on sapphire substrates. Intensive growth of ΔTc was noted for films, applied on fused quartz, with increase of precipitation temperature. This is explained by occurrence of high tensile stresses in NbN films, caused by sufficient difference of thermal coefficients of expansion of NbN and quartz.
|
|
|
|
Voronov, B. M., Gershenzon, E. M., Gol'tsman, G. N., Gogidze, I. G., Gusev, Y. P., Zorin, M. A., et al. (1992). Picosecond range detector base on superconducting niobium nitride film sensitive to radiation in spectral range from millimeter waves up to visible light. Sverkhprovodimost': Fizika, Khimiya, Tekhnika, 5(5), 955–960.
Abstract: Fast-operating picosecond detector of electromagnetical radiation is developed on the basis of fine superconducting film of niobium nitride with high sensitivity within spectral range from millimetric waves up to visible light. Detector sensitive element represents structure covering narrow parallel strips with micron sizes included in the rupture of microstrip line. Detecting ability of the detector and time constant measured using amplitude-simulated radiation of reverse wave tubes and pulse radiation of picosecond gas and solid-body lasers, constitute D*≅1010 W-1·cm·Hz-1/2 and τ≤5 ps respectively, at 10 K temperature. The expected value of time constant of the detector at 10 K obtained via extrapolation of directly measured dependence that is, τ ∝ τ-1, constitutes 20 ps. Experimental data demonstrate that detection mechanism is linked with electron heating effect.
|
|
|
|
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. Retrieved July 12, 2024, from http://jre.cplire.ru/jre/oct17/9/abstract_e.html
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.
|
|
|
|
Zolotov, P. I., Vakhtomin, Y. B., Divochiy, A. V., Seleznev, V. A., & Smirnov, K. V. (2016). Technology development of resonator-based structures for efficiency increasing of NBN detectors of IR single photons. Proc. 5th Int. Conf. Photonics and Information Optics, , 115–116.
Abstract: This paper presents a technology of fabrication of NbN superconductive single- photon detectors, using resonator structures. The main results are related to optimization of the process of NbN sputtering over substrate with metallic mirrors and SiO 2 /Si 3 N 4 layers /4 thick. Investigation of the quantum efficiency of fabricated devices at 1.6 K on 1.55 μm showed triple-magnified value compared to standard Si/NbN structures.
|
|
|
|
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.
|
|
