Hübers, H. - W., Semenov, A., Richter, H., Birk, M., Krocka, M., Mair, U., et al. (2002). Terahertz heterodyne receiver with a hot-electron bolometer mixer. In J. Wold, & J. Davidson (Eds.), Proc. Far-IR, Sub-mm, and mm Detector Technology Workshop.
Abstract: During the past decade major advances have been made regarding low noise mixers for terahertz (THz) heterodyne receivers. State of the art hot-electron-bolometer (HEB) mixers have noise temperatures close to the quantum limit and require less than a µW power from the local oscillator (LO). The technology is now at a point where the performance of a practical receiver employing such mixer, rather than the figures of merit of the mixer itself, are of major concern. We have incorporated a phonon-cooled NbN HEB mixer in a 2.5 THz heterodyne receiver and investigated the performance of the receiver. This yields important information for the development of heterodyne receivers such as GREAT (German receiver for astronomy at THz frequencies aboard SOFIA)[1] and TELIS (Terahertz limb sounder), a balloon borne heterodyne receiver for atmospheric research [2]. Both are currently under development at DLR.
|
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.
|
Khosropanah, P. (2003). NbN and NbTiN hot electron bolometer THz mixers. Ph.D. thesis, Chalmers University of Technology, Göteborg.
Abstract: The thesis reports the development of Hot Electron Bolometer (HEB) mixers for radio astronomy heterodyne receivers in THz frequency range. Part of this work is the fabrication of HEB devices, which are based on NbN or NbTiN superconducting thin films (â‰<a4>5 nm). They are integrated with wideband spiral or double-slot planar antennas. The mixer chips are incorporated into a quasi-optical receiver. The experimental part of this work focuses on the characterization of the receiver as a whole, and the HEB mixers as a part. Double side band receiver noise temperature and the IF bandwidth are reported for frequencies from 0.7 THz up to 2.6 THz. The spectrum of the direct response of HEB integrated with dierent antennas are measured using Fourier Transform Spectrometer (FTS). The effect of the bolometer size on total receiver performance and the LO power requirements is also discussed. A high-yield and reliable process for fabrication of NbN HEB mixers have been achieved. Over 100 devices with different bolometer geometry, film property and also different antennas have been fabricated and measured. The measured data enables us to discuss the impact of different parameters to the receiver overall performance.
This work has provided NbN HEB mixers to the following receivers:
TREND (Terahertz REceiver with NbN HEB Device) operating at 1.25-1.5 THz, installed in AST/RO Submillimeter Wave Telescope, Amundsen/Scott South Pole Station, in 2002-2003.
Band 6-low (1.410-1.700 THz) and 6-high (1.700-1.920 THz) of the HIFI (Heterodyne Instrument for Far Infra-red) in the Herschel Space Observatory, due to launch in 2007 by ESA (European Space Agency).
Besides, there has been continuous efforts to develop better models to explain the mixer performance more accurately. They are based on two temperature model for electrons and phonons and solving one-dimensional heat balance equations along the bolometer. The principles of these models are illustrated and the calculated results are compared with measured data.
Keywords: HEB mixer, hot electron bolometer mixer, NbN, NbTiN, superconducting detector, heterodyne receiver, THz mixer, submillimeter mixer, quasioptical receiver, double slot antenna, twin slot antenna, spiral antenna, receiver noise, FTS, Fourier Transform Spectrometer
|
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.
|
