Abstract: Using time-resolved terahertz (THz) spectroscopy we performed direct studies of the photoinduced suppression and recovery of the SC gap in a conventional SC NbN. Both processes are found to be strongly temperature and excitation density dependent. The analysis of the data with the established phenomenological Rothwarf-Taylor model enabled us to determine the important microscopic constants: the Cooper pair-breaking rate via phonon absorption and the bare quasiparticle recombination rate. From the latter we were able to extract the dimensionless electron-phonon coupling constant, λ=1.1±0.1, in excellent agreement with theoretical estimates. The technique also allowed us to determine the absorbed energy required to suppress SC, which in NbN equals the thermodynamic condensation energy (in cuprates the two differ by an order of magnitude). Finally, we present the first studies of dynamics following resonant excitation with intense narrow band THz pulses tuned to above and below the superconducting gap. These suggest an additional process, particularly pronounced near Tc, that could be attributed to amplification of SC via effective quasiparticle cooling.

Abstract: Practical quantum systems such as quantum communication (QC) or quantum measurement systems require detectors with high speed, high sensitivity, high quantum efficiency (QE), and short deadtimes along with precise timing characteristics and low dark counts. Superconducting single photon detectors (SSPDs) based on ultrathin meander type NbN nanostripes (operated at T=2-5K) are a new and highly promising type of devices fulfilling above requirements. In this paper we present results of the SSPDs nanostructure technological optimization. The base for our detector is thin-film (4nm) NbN layer deposited on 350- P m-thick sapphire substrate The active element of the detector is a meander- nanostructure made of 4-nm-thick and 100-nm-wide NbN stripe, covering 10 u 10 P m 2 area with the filling factor ~0,5. The NbN superconducting films were deposited on sapphire substrates by DC reactive magnetron sputtering whereas the meander element of the detector was patterned by the direct electron-beam lithography followed by reactive-ion etching. To enhance the SSPD efficiency at Ȝ = 1.55 P m, we have performed an approach to increase the absorption of the detector by integrating it with optical resonant cavity. An optical microcavity optimized for absorption of 1.55 P m photons was designed as an one-mirror resonator consisting of a Ȝ/4 dielectric layer and a metallic mirror. The microcavity was deposited on the top of the NbN SSPD meander. The resonator was formed by the dielectric SiO 2 layer and metal mirror made of gold or palladium. Microcavity layers were deposited using a magnetron sputtering system.

Abstract: В работе изучены особенности роста сверхтонких плёнок нитрида ванадия толщиной ~10 нм. Обнаружено, что при изменении температуры подложки и общего давления газов в процессе осаждения плёнок меняется значение их поверхностного сопротивления вблизи перехода к сверхпроводящему состоянию.

Abstract: В монографии рассмотрены основные особенности эффекта электронного разогрева в тонких сверхпроводниковых пленках и полупроводниковых гетеропереходах, возникающего при поглощении носителями заряда излучений терагерцового и инфракрасного диапазонов.
Значительная часть монографии посвящена представлению современных достижений при использовании указанного эффекта для создания приемных устройств с рекордными характеристиками: терагерцовых гетеродинных и болометрических приемников на основе сверхпроводниковых и полупроводниковых структур; сверхпроводниковых приемников одиночных ИК фотонов. В работе также подробно рассмотрены основы современной сверхпроводниковой тонкопленочной технологии.
Монография может быть полезна студентам старших курсов, аспирантам и начинающим исследователям, работающим в области физики твердого тела, оптики, радиофизики.

Abstract: В гетероструктурах GaAs/AlGaAs впервые прямым методом измерена температурная зависимость вpемени энеpгетической pелаксации двумерного электронного газа te(T) в широком диапазоне температур Т=1,5 – 50 К в квазиравновесных условиях. Для измерений использовался высокочувствительный спектрометр миллиметрового диапазона волн с высоким временным разрешением, который позволял измерять релаксационные времена до 150 пс с погрешностью не более 20%. Верхний предел температуры определялся временным разрешением спектрометра. Исследования проводились на высококачественных образцах с поверхностной концентрацией носителей ns = 4,2 1011 см-2 и подвижностью m = 7 105 см2В-1с-1 (при Т = 4,2К). В квазиравновесных условиях из температурной зависимости tе определен предел подвижности при низких температурах (T<4.2 K), связанный с рассеянием на пьезоакустическом потенциале, получено время неупругой релаксации, связанное с рассеянием на деформационном потенциале (15 K25 K), получено характерное время испускания оптического фонона (tLO>4,5пс), которое существенно превышает время сронтанного излучения оптического фонона (примерно в 30 раз), что связано с большой ролью процессов перепоглащения фононов электронами.При низких температурах проведены измерения tе в условиях сильного разогрева. Полученные значения tе и зависимость tе от температуры электронов Те совпадают с tе(Т) в квазиравновесных условиях при Т=Те. Из полученных значений tе(Те) построена зависимость мощности энергетических потерь от Те, которая хорошо согласуется с литературными данными.Начаты измерения в магнитном поле, которые показывают переспективность использованного нами метода измерений как в области слабых магнитных полей при факторе заполнения >10, так и в области сильных магнитных полей при факторе заполнения >1-2.