|
|
Смирнов, К. В., Вахтомин, Ю. Б., Смирнов, А. В., Ожегов, Р. В., Пентин, И. В., Дивочий, А. В., et al. (2010). Приемники терагерцового и инфракрасного диапазонов, основанные на тонкопленочных сверхпроводниковых наноструктурах. Вестник НГУ. Серия: Физика, 5(4).
Abstract: В работе представлены результаты разработки и создания чувствительных и ультрабыстрых приемников, основанных на тонкопленочных сверхпроводниковых наноструктурах: болометрах на эффекте электронного разогрева (HEB – hot-electron bolometer) и детекторах одиночных фотонов видимого и инфракрасного диапазонов волн (SSPD – superconducting singe-photon detector). Представлены основные принципы работы сверхпроводниковых устройств, технология создания и конструкционные особенности приемников, их основные типы и характеристики. Достигнутые рекордные значения параметров приемных систем позволяют использовать созданные приборы при решении различных научно-исследовательских задач в ближнем, среднем и дальнем ИК диапазонах волн.
This work presents the results of the development and fabrication of sensitive and ultrafast detectorsbased on thin film superconducting nanostructures: hot-electron bolometers (HEBs) and visible and infrared superconducting singe photon detectors (SSPDs). The main operational principles of the superconducting devices are presentedas well as the technology of fabrication of the detectors and their main types and parameters. The achieved record parameters of the detectors allow application of the fabricated devices to solution of various research problems in the near, middle and far IR ranges.
|
|
|
|
Братман, В. Л., Литвак, А. Г., & Суворов, Е. В. (2010). Освоение терагерцевого диапазона: источники и приложения. Успехи физ. наук, 181(8), 867–874.
|
|
|
|
Гершензон, Е. М., Гершензон, М. Е., Гольцман, Г. Н., Люлькин, А. М., Семенов, А. Д., & Сергеев, А. В. (1989). О предельных характеристиках быстродействующих серхпроводниковых болометров. Журнал технической физики, 59(2), 111–120.
Abstract: Теоретически и экспериментально исследовано физическое ограничение быстродействия сверхпроводящего болометра. Показано, что минимальная постоянная времени реализуется в условиях электронного разогрева и определяется процессом неупругого электрон-фонон- ного взаимодействия. Сформулированы требования кконструкции «электронного болометра» для достижения предельной чувствительности. Проведено сравнение характеристик электронного болометра и обычных болометров различных типов.
|
|
|
|
Рябчун, С. А., Третьяков, И. В., Пентин, И. В., Каурова, Н. С., Селезнев, В. А., Воронов, Б. М., et al. (2009). Малошумящий широкополосный терагерцовый смеситель на эффекте электронного разогрева в плёнке NbN. Известия высших учебных заведений. Радиофизика, 52(8), 641–648.
Abstract: Разработан и исследован смеситель на горячих электронах, изготовленный из двуслойной плёнки NbN-Au, осаждённой на кремневую подложку in situ. Двухполосная шумовая температура устройства составила 750 К на частоте 2.5 ТГц. Измерения эффективности преобразования для смесителя длиной 0.112 мкм вблизи температуры сверхпроводящего перехода показали полосу промежуточных частот около 6.5 ГГц. Эти результаты являются рекордными и были получены за счёт улучшения контактов между чувствительным элементом и спиральной антенной при замене технологического маршрута с нанесением слоёв NbN и Au в отдельных процессах на технологический процесс, в котором данные слои наносятся in situ без нарушения вакуума.
|
|
|
|
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.
|
|
|
|
Пентин, И. В., Смирнов, К. В., Вахтомин, Ю. Б., Смирнов, А. В., Ожегов, Р. В., Дивочий, А. В., et al. (2011). Быстродействующий терагерцевый приемник и инфракрасный счетчик одиночных фотонов на эффекте разогрева электронов в сверхпроводниковых тонкопленочных наноструктурах. Труды МФТИ, 3(2), 38–42.
Abstract: Представлены результаты создания приемных систем терагерцевого диапазона (0.3-70 ТГц), обладающих рекордным быстродействием (50 пс) и высокой чувствительностью (до 5x 10^(-14) Вт/Гц^(1/2)), а также однофотонных приемных систем ближнего инфракрасного диапазона с квантовой эффективностью 25 %, уровнем темнового счета 10-1c., максимальной скоростью счета ~ 100 МГц и временным разрешением до 50 пс.
|
|
|
|
Velusamy, T., Langer, W. D., Pineda, J. L., Goldsmith, P. F., Li, D., & Yorke, H. W. (2010). [CII] observations of H2 molecular layers in transition clouds. Astron. Astrophys., 521, L18.
Abstract: We present the first results on the diffuse transition clouds observed in [CII] line emission at 158 μm (1.9 THz) towards Galactic longitudes near 340° (5 LOSs) & 20° (11 LOSs) as part of the HIFI tests and GOT C+ survey. Out of the total 146 [CII] velocity components detected by profile fitting we identify 53 as diffuse molecular clouds with associated 12CO emission but without 13CO emission and characterized by AV < 5 mag. We estimate the fraction of the [CII] emission in the diffuse HI layer in each cloud and then determine the [CII] emitted from the molecular layers in the cloud. We show that the excess [CII] intensities detected in a few clouds is indicative of a thick H2 layer around the CO core. The wide range of clouds in our sample with thin to thick H2 layers suggests that these are at various evolutionary states characterized by the formation of H2 and CO layers from HI and C+, respectively. In about 30% of the clouds the H2 column densities (“dark gasâ€) traced by the [CII] is 50% or more than that traced by 12CO emission. On the average ~25% of the total H2 in these clouds is in an H2 layer which is not traced by CO. We use the HI, [CII], and 12CO intensities in each cloud along with simple chemical models to obtain constraints on the FUV fields and cosmic ray ionization rates.
|
|
|
|
Cherednichenko, S., Ronnung, F., Gol'tsman, G., Gershenzon, E., & Winkler, D. (1999). YBa2Cu3O7-δ hot-electron bolometer with submicron dimensions. In Proc. 10th Int. Symp. Space Terahertz Technol. (pp. 181–189).
Abstract: Photoresponse of YBa2Cu3O7-δ hot-electron bolometers to modulated near-infrared radiation was studied at a modulation .frequenc y var y ing from 0.2 MHz to 2 GHz. Bolometers were _fabricated from a 50 12 M thick film and had in-plane areas of 10x10 , um 2 . 2x0.2 s um', 1x0.2 p.m', and 0.5x0.2 jim. We found that nonequilibrium phonons cool down more effectively for the bolometers with smaller area. For the smallest bolometer the bolometric component in the response is 10 dB less than for the largest one.
|
|
|
|
Cherednichenko, S., Rönnung, F., Gol’tsman, G., Kollberg, E., & Winkler, D. (2000). YBa2Cu3O7-δ hot-electron bolometer mixer at 0.6 THz. In Proc. 11th Int. Symp. Space Terahertz Technol. (pp. 517–522).
Abstract: We present an investigation of hot-electron bolometric mixer based on a YBa 2 Cu 3 O 7-δ (YBCO) superconducting thin film. Mixer conversion loss of –46 dB, absorbed local oscillator power and intermediate frequency bandwidth were measured at the local oscillator frequency 0.6 THz. The fabrication technique for nanoscale YBCO hot-electron bolometer (HEB) mixer integrated with a planar antenna structure is described.
|
|
|
|
Cherednichenko, S., Rönnung, F., Gol'tsman, G., Kollberg, E., & Winkler, D. (2000). YBa2Cu3O7−δ hot-electron bolometer mixer. Phys. C: Supercond., 341-348, 2653–2654.
Abstract: We present an investigation of hot-electron bolometric mixer based on YBa2Cu3O7−δ (YBCO) superconducting thin film. Mixer conversion loss, absorbed local oscillator power and intermediate frequency bandwidth was measured at the local oscillator frequency 600 GHz. The fabrication technique for nanoscale YBCO hot-electron bolometer (HEB) mixer integrated into planar antenna structure is described.
|
|
