|
|
Smirnov AV, Baryshev AM, de Bernardis P, Vdovin VF, Gol'tsman GN, Kardashev NS, et al. The current stage of development of the receiving complex of the millimetron space observatory. Radiophys Quant Electron. 2012;54(8):557–68.
Abstract: We present an overview of the state of the onboard receiving complex of the Millimetron space observatory in the development phase of its preliminary design. The basic parameters of the onboard equipment planned to create and required for astrophysical observations are considered. A review of coherent and incoherent detectors, which are central to each receiver of the observatory, is given. Their characteristics and limiting parameters feasible at the present level of technology are reported.
|
|
|
|
Shurakov A, Seliverstov S, Kaurova N, Finkel M, Voronov B, Goltsman G. Input bandwidth of hot electron bolometer with spiral antenna. IEEE Trans THz Sci Technol. 2012;2(4):400–5.
Abstract: We report the results of our study of the input bandwidth of hot electron bolometers (HEB) embedded into the planar log-spiral antenna. The sensitive element is made of the ultrathin superconducting NbN film patterned as a bridge at the feed of the antenna. The contacts between the antenna and a sensitive element are made from in situ deposited gold (i.e., deposited over NbN film without breaking vacuum), which gives high quality contacts and makes the response of the HEB at higher frequencies less affected by the RF loss. An accurate experimental spectroscopic procedure is demonstrated that leads to the confirmation of the wide ( 8 THz) bandwidth in this antenna coupled device.
|
|
|
|
Pernice WHP, Schuck C, Minaeva O, Li M, Goltsman GN, Sergienko AV, et al. High-speed and high-efficiency travelling wave single-photon detectors embedded in nanophotonic circuits. Nat Commun. 2012;3:1325 (1 to 10).
Abstract: Ultrafast, high-efficiency single-photon detectors are among the most sought-after elements in modern quantum optics and quantum communication. However, imperfect modal matching and finite photon absorption rates have usually limited their maximum attainable detection efficiency. Here we demonstrate superconducting nanowire detectors atop nanophotonic waveguides, which enable a drastic increase of the absorption length for incoming photons. This allows us to achieve high on-chip single-photon detection efficiency up to 91% at telecom wavelengths, repeatable across several fabricated chips. We also observe remarkably low dark count rates without significant compromise of the on-chip detection efficiency. The detectors are fully embedded in scalable silicon photonic circuits and provide ultrashort timing jitter of 18 ps. Exploiting this high temporal resolution, we demonstrate ballistic photon transport in silicon ring resonators. Our direct implementation of a high-performance single-photon detector on chip overcomes a major barrier in integrated quantum photonics.
|
|
|
|
Rasulova GK, Brunkov PN, Pentin IV, Egorov AY, Knyazev DA, Andrianov AV, et al. A weakly coupled semiconductor superlattice as a potential for a radio frequency modulated terahertz light emitter. Appl Phys Lett. 2012;100(13):131104 (1 to 4).
Abstract: The bolometer response to THz radiation from a weakly coupled GaAs/AlGaAs superlattice biased in the self-oscillations regime has been observed. The bolometer signal is modulated with the frequency equal to the fundamental frequency of superlattice self-oscillations. The frequency spectrum of the bolometer signal contains higher harmonics whose frequency is a multiple of fundamental frequency of self-oscillations.
This work was supported by State Contracts Nos. 16.740.11.0044 and 16.552.11.7002 of Ministry of Education and Science of the Russian Federation. Structural characterization was made on the equipment of the Joint Research Centre «Material science and characterization in advanced technology» (Ioffe Institute, St. Petersburg, Russia).
|
|
|
|
Sclafani M, Marksteiner M, Keir FML, Divochiy A, Korneev A, Semenov A, et al. Sensitivity of a superconducting nanowire detector for single ions at low energy. Nanotechnol. 2012;23(6):065501 (1 to 5).
Abstract: We report on the characterization of a superconducting nanowire detector for ions at low kinetic energies. We measure the absolute single-particle detection efficiency eta and trace its increase with energy up to eta = 100%. We discuss the influence of noble gas adsorbates on the cryogenic surface and analyze their relevance for the detection of slow massive particles. We apply a recent model for the hot-spot formation to the incidence of atomic ions at energies between 0.2 and 1 keV. We suggest how the differences observed for photons and atoms or molecules can be related to the surface condition of the detector and we propose that the restoration of proper surface conditions may open a new avenue for SSPD-based optical spectroscopy on molecules and nanoparticles.
|
|
|
|
Beck M, Leiderer P, Kabanov VV, Gol'tsman G, Helm M, Demsar J. Energy-gap dynamics of a superconductor NbN studied by time-resolved terahertz spectroscopy [abstract]. In: INIS. Vol 45.; 2012. p. 1–3.
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.
|
|
|
|
Smirnov AV, Karmantsov MS, Smirnov KV, Vakhtomin YB, Masterov DV, Tarkhov MA, et al. Terahertz response of thin-film YBCO bolometers. Tech Phys. 2012;57(12):1716–9.
Abstract: The bolometric response of high-temperature thin-film YBCO superconducting detectors to an electromagnetic radiation with a frequency of 2.5 THz is measured for the first time. The minimum value of the noise-equivalent power of the detectors is 3.5 × 10−9 W/Hz−−−√. The feasibility of further increasing the sensitivity of the detectors is discussed.
|
|
|
|
Чулкова ГМ, Корнеев АА, Смирнов КВ, Окунев ОВ. 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; 2012.
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.
|
|
|
|
Семенов АВ, Корнеев АА, Лобанов ЮВ, Корнеева ЮП, Рябчун СА, Лаврова ОС, et al. Поляризация электромагнитной волны вблизи фокуса зеркала и системы зеркал в субтерагерцовом диапазоне частот. Современные проблемы науки и образования. 2012;(2).
Abstract: Рассмотрено влияние оптической системы телескопа на поляризацию принимаемого электромагнитного сигнала. Описано изменение поляризации луча при отражении от произвольно ориентированной поверхности зеркала. Учтены искажения поляризации, обусловленные как отклонением лучей от первоначального направления, так и различием в коэффициентах отражения для разных поляризаций в случае неидеального отражения. В рамках метода Френеля получены оценочные формулы, дающие отношение амплитуд поля с исходной поляризацией и с поляризацией, перпендикулярной исходной, вблизи фокальной точки оптической системы. Формулы выведены для нескольких практически важных случаев, в том числе для параболического зеркала и системы двух зеркал. Оценена верхняя граница поляризационных искажений в пределах кружка Эйри. Полученные оценки согласуются с результатами численного расчёта для двухзеркального радиотелескопа субтерагерцового диапазона.
|
|
|
|
Казаков АЮ, Селиверстов СВ, Дивочий АВ, Смирнов КВ, Финкель МИ, Вахтомин ЮБ. Возможность применения сверхпроводниковых материалов в качестве отражающего покрытия зеркала телескопа, предназначенного для наблюдений анизотропии реликтового излучения. Преподаватель ХХI век. 2012;(3):221–4.
Abstract: В статье исследуется возможность использования сверхпроводящего материала в качестве отражающего слоя зеркала субмиллиметрового телескопа, охлажденного до криогенных температур и предназначенного для наблюдений реликтового излучения. Для нескольких сверхпроводниковых материалов вычислен диапазон частот, в котором флуктуации теплового излучения покрытия меньше флуктуаций источника. Показана перспективность применения покрытия из Nb3Ge.
|
|
