Ожегов, Р. В., Горшков, К. Н., Окунев, О. В., & Гольцман, Г. Н. (2010). Сверхпроводниковый смеситель на эффекте электронного разогрева как элемент матрицы системы построения тепловых изображений. Письма в ЖТФ, 36(21), 70–78.
Abstract: Исследована возможность использования матрицы чувствительных элементов на гиперполусферической линзе диаметром 12 mm в тепловизоре терагерцевого диапазона частот. Получены размеры области на линзе, приемлемой для расположения матрицы, в которой шумовая температура приемника меняется в пределах 16% от средней. Диаметр этой области составил 3.3% диаметра линзы.Получены отклонения основного лепестка диаграммы направленности, которые составили ±1.25â—<a6> от направления с оптимальным положением смесителя. Флуктуационная чувствительность приемника в эксперименте составила 0.5 K на частоте 300 GHz.
|
Флоря, И. Н., Корнеева, Ю. П., Корнеев, А. А., & Гольцман, Г. Н. (2011). Сверхпроводниковый однофотонный детектор для среднего инфракрасного диапазона на основе узких параллельных полосок. Труды МФТИ, 3(2), 14–17.
Abstract: Мы рассматриваем ультрабыстрый сверхпроводниковый однофотонный детектор (SSPD). SSPD представляет собой тонкопленочную наноструктуру — очень узкую и длинную полоску сверхпроводника, изогнутую в виде меандра, изготовленную из пленки NbN толщиной 4 нм, нанесенной на сапфировую подложку. SSPD хорошо сопрягается с оптоволокном и легко может быть интегрирован в полностью готовую для работы приемную систему. В стремлении продвинуться в средний ИК диапозон нам удалось разработать SSPD в виде параллельно соединенных полосок с шириной полоски всего 50 нм и сохранить при этом сверхпроводящие свойства. Эти детекторы показывают более чем на порядок большую чувствительность на длине волны 3;5 мкм, чем SSPD в виде меандра. Полученные результаты открывают путь к эффективным детекторам среднего ИК-диапазона, обладающим скоростью счета свыше 1 ГГц.
|
Korneev, A., Finkel, M., Maslennikov, S., Korneeva, Y., Florya, I., Tarkhov, M., et al. (2010). Superconducting NbN terahertz detectors and infrared photon counters. Вестник НГУ. Серия: физ., 5(4), 68–72.
Abstract: We present our recent achievements in the development of sensitive and ultrafast thin-film superconducting sensors: hot-electron bolometers (HEB), HEB-mixers for terahertz range and infrared single-photon counters. These sensors have already demonstrated a performance that makes them devices-of-choice for many terahertz and optical applications. Keywords: Hot electron bolometer mixers, infrared single-photon detectors, superconducting device fabrication, superconducting NbN films.
|
Ожегов, Р. В., Окунев, О. В., Гольцман, Г. Н., Филиппенко, Л. В., & Кошелец, В. П. (2009). Флуктуационная чувствительность сверхпроводящего интегрального приемника терагерцового диапазона частот. Радиотех. электроник., 54(6), 750–755.
Abstract: Исследована зависимость флуктуационной чувствительности сверхпроводящего интегрального приемника (СИП) от шумовой температуры приемника и величины входного сигнала. Измерена рекордная флуктуационная чувствительность приемника (13 ± 2 мК), полученная при шумовой температуре приемника 200 К, ширине полосы промежуточных частот 4 ГГц и постоянной времени 1 с. При уменьшении входного сигнала наблюдалось улучшение флуктуационной чувствительности; предложено обÑŠяснение полученного эффекта: причиной является уменьшение влияния нестабильностей источников питания приемника и усилительного тракта при снижении входного сигнала.
|
Расулова, Г. К., Брунков, П. Н., Пентин, И. В., Ковалюк, В. В., Горшков, К. Н., Казаков, А. Ю., et al. (2011). Взаимная синхронизация двух связанных генераторов автоколебаний на основе сверхрешеток GaAs/AlGaAs. ЖТФ, 81(6), 80–86.
Abstract: Проведено исследование взаимодействия генераторов автоколебаний на основе 30-периодной слабосвязанной сверхрешетки GaAs/AlGaAs. Воздействие одного генератора автоколебаний на другой осуществлялось при заданном постоянном смещении в отсутствие в одном из них генерации автономных колебаний. Показано, что вынужденные колебания в захватывающем генераторе возникают из-за возбуждения колебаний в системе связанных осцилляторов, образующих границу электрополевого домена на частоте одной из высших гармоник вынуждающего колебания.
|
Семенов, А. В., Девятов, И. А., Рябчун, С. А., Масленников, С. Н., Масленникова, А. С., Ларионов, П. А., et al. (2011). Поглощение терагерцового электромагнитного излучения в “грязной” сверхпроводниковой пленке при произвольном виде спектральных функций. Ж. Радиоэлектрон., 10, 7.
Abstract: A problem of absorption of high-frequency electromagnetic field in dirty superconductor is treated within Keldysh technic. Expression for the source term in the kinetic equation for quasiparticle distribution function is derived. The result is significant for deriving a consistent microscopic theory of superconducting detectors for terahertz frequency range, perspective detectors on kinetic inductance of current-biased superconducting strip and on Josephson inductance of tunnel.
В технике Келдыша рассмотрена задача о поглощении мощности высокочастотного электромагнитного поля в сверхпроводнике, удовлетворяющем условию грязного предела. Получено выражение для члена источника в кинетическом уравнении для функции распределения квазичастиц, справедливое при произвольном виде спектральных функций. Этот результат имеет значение для развития последовательной микроскопической теории сверхпроводниковых детекторов излучения терагерцового диапазона, в частности, перспективных детекторов на кинетической индуктивности смещённой током сверхпроводниковой полоски и джозефсоновской индуктивности туннельного контакта.
|
Семенов, А. В., Девятов, И. А., Третьяков, И. В., Лобанов, Ю. В., Ожегов, Р. В., Петренко, Д. В., et al. (2011). Вывод уравнения типа уравнения гинзбурга-ландау для нанопроволоки вблизи критического магнитного поля. Ж. радиоэлектроники, 11, 4.
Abstract: Nonlinear Ginzburg-Landau equation for dirty supercondicting 1D wire is derived in the limit of high magnetic field.
В пределе больших магнитных полей выведено нелинейное уравнение Гинзбурга-Ландау, описывающее состояние одномерной «грязной» нанопроволоки.
|
|
Гольцман, Г. Н., Разумовская, И. В., Окунев, О. В., Чулкова, Г. М., Корнеев, А. А., Финкель, М. И., et al. (2011). Сборник программ учебных дисциплин профессионального цикла подготовки магистров и бакалавров по направлению «Физика». Прометей, , 67.
|
Васильева, И. А., Компанеец, В. В., Красная, Ж. А., & Чижикова, З. А. (2011). Проявление внутримолекулярных вибронных взаимодействий в тонкоструктурных спектрах флуоресценции и возбуждения флуоресценции полиеновых δ-диметиламинокетонов. Опт. ж., 78(5), 3–8.
Abstract: Проведен вибрационный анализ спектров флуоресценции и возбуждения флуоресценции, полученных методом Шпольского при 4,2 K. Рассчитаны параметры внутримолекулярных взаимодействий двух δ-диметиламинокетонов. Для определения интегральных интенсивностей вибронных полос в спектрах с тонкой структурой на интенсивном сплошном фоне выполнено моделирование спектров путем представления полосы каждого из вибронных переходов бесфононной линией и фононным крылом с определенными параметрами (полуширинами, фактором Дебая–Валлера). Показано, что нарушение зеркальной симметрии в сопряженных спектрах флуоресценции и возбуждения флуоресценции этих двух соединений может быть обÑŠяснено интерференцией франк-кондоновского и герцберг-теллеровского взаимодействий.
|
Ожегов, Р. В., Окунев, О. В., & Гольцман, Г. Н. (2009). Флуктуационная чувствительность сверхпроводящего болометрического смесителя на эффекте разогрева электронного газа. Радиотехника, (3), 120–124.
Abstract: Interest in research in the terahertz range is driven by a great number of various applications, where terahertz instruments may play a leading role. To name just a few, such applications include study of the cosmic microwave background radiation and the distribution of the dark matter, medicine, navigation, fire alarm, security systems and environmental monitoring. The paper discusses the possibility of using a receiver based on the hot-electron effect in superconducting films as an imaging system. We present the results of the noise equivalent temperature difference (NETD) measurements performed with a hot-electron bolometer mixer made from a thin superconducting film. The receiver with a noise temperature of ~ 3800 K at a local oscillator frequency of 300 GHz a bandwidth of 500 MHz and an integration time of 1 s has offered an NETD of 0.5 K. We have also developed a technique that enabled us to reduce the contribution of the mixer gain fluctuations to the overall system instability. As of this writing, the above value of the NETD is the lowest value offered for this type of receiver, which indicates the possibility to use such receivers in real-time imaging systems. The technique offered in the paper for achieving the limiting value of the NETD offers an alternative to the phase-locking scheme.
Представены результаты измерения флуктуационной чувствительности (NETD – noise equivalent temperature difference) болометрического смесителя на эффекте разогрева электронного газа в тонких сверхпроводящих пленках. Получено предельное значение NETD, равное 0,5 К, при шумовой температуре приемника 3800 К, ширине полосы преобразования 500 МГц, постоянной времени 1 с и частоте гетеродина 300 ГГц. Разработана методика достижения предельной флуктуационной чувствительности, позволяющая избежать влияния нестабильности коэффициента преобразования смесителя.
|
|
Ожегов, Р. В. (2011). Флуктуационная чувствительность и стабильность приемников с СИС и HEB смесителями для терагерцового тепловидения. Радиофизика, , 135.
|
Чулкова, Г. М., Семенов, А. В., Корнеев, А. А., Кардакова, А. И., Аверьев, Н. В., Ан, П. П., et al. (2011). Спектральная чувствительность сверхпроводникового однофотонного детектора. Ж. радиоэлектрон., 11, 5.
Abstract: We consider quantum efficiency dependence on photons' energy from hot spot model. Direction of quasiparticles diffusion drive across superconductive film. The maximal quantum efficiency is proportional to a probability of photon absorption. The spectral sensitivity of superconductive single photon detector does not have clearly expressed red limit. Changing regimes of work depends on a wavelength we can get high values of quantum efficiency in visible and infrared range which will be specified by the quality of fabrication of detectors and their consistency with the radiation.
Key words: superconducting single-photon detector, SSPD, quantum efficiency, spectral sensitivity.
В статье представлена зависимость квантовой эффективности от энергии фотона в рамках модели горячего пятна. Диффузия квазичастиц происходит в основном перпендикулярно направлению тока в областях с максимальной плотностью тока. Максимальная квантовая эффективность детектора пропорциональна вероятности поглощения фотона. Несмотря на квантовый характер работы сверхпроводникового однофотонного детектора, он не имеет четко выраженной красной границы. Изменяя режим работы в зависимости от длины волны можно в видимом и инфракрасном диапазонах получать высокие значения квантовой эффективности, которые будут определяться лишь качеством изготовления детекторов и степенью их согласования с излучением.
|
|
Elant'ev, A. I., & Karasik, B. S. (1989). Effect of high-frequency current on Nb superconductive film in resistive state. Sov. J. Low Temp. Phys., 15(7), 379–383.
|
Bell, M., Sergeev, A., Mitin, V., Bird, J., Verevkin, A., & Gol'tsman, G. (2007). One-dimensional resistive states in quasi-two-dimensional superconductors. arXiv:0709.0709v1 [cond-mat.supr-con], , 1–11.
Abstract: We investigate competition between one- and two-dimensional topological excitations – phase slips and vortices – in formation of resistive states in quasi-two-dimensional superconductors in a wide temperature range below the mean-field transition temperature T(C0). The widths w = 100 nm of our ultrathin NbN samples is substantially larger than the Ginzburg-Landau coherence length ξ = 4nm and the fluctuation resistivity above T(C0) has a two-dimensional character. However, our data shows that the resistivity below T(C0) is produced by one-dimensional excitations, – thermally activated phase slip strips (PSSs) overlapping the sample cross-section. We also determine the scaling phase diagram, which shows that even in wider samples the PSS contribution dominates over vortices in a substantial region of current/temperature variations. Measuring the resistivity within seven orders of magnitude, we find that the quantum phase slips can only be essential below this level.
|
Shurakov, A., Tong, C. -yu E., Grimes, P., Blundell, R., & Golt'sman, G. (2015). A microwave reflection readout scheme for hot electron bolometric direct detector. IEEE Trans. THz Sci. Technol., 5, 81–84.
Abstract: In this paper, we propose and present data from a fast THz detector based on the repurpose of hot electron bolometer mixers (HEB) fabricated from superconducting NbN thinfilm. This detector is essentially a traditional NbN bolometer element that operates under the influence of a microwave pump. The in-jected microwave power serves the dual purpose of enhancing the detector sensitivity and reading out the impedance changes of the device in response to incidentTHz radiation. We have measured an optical Noise Equivalent Power of 4 pW/ Hz for our detector at a bath temperature of 4.2 K. The measurement frequency was 0.83 THz and the modulation frequency was 1.48 kHz. The readout
scheme is versatile and facilitates both high-speed operation as well as multi-pixel applications.
|
