Tret’yakov, I. V., Ryabchun, S. A., Kaurova, N. S., Larionov, P. A., Lobastova, A. A., Voronov, B. M., et al. (2010). Optimum absorbed heterodyne power for superconducting NbN hot-electron bolometer mixer. Tech. Phys. Lett., 36(12), 1103–1105.
Abstract: Absorbed heterodyne power has been measured in a low-noise broadband hot-electron bolometer (HEB) mixer for the terahertz range, operating on the effect of electron heating in the resistive state of an ultrathin superconducting NbN film. It is established that the optimum absorbed heterodyne power for the HEB mixer operating at 2.5 THz is about 100 nW.
|
Manova, N. N., Korneeva, Y. P., Korneev, A. A., Slysz, W., Voronov, B. M., & Gol'tsman, G. N. (2011). Superconducting NbN single-photon detector integrated with quarter-wave resonator. Tech. Phys. Lett., 37(5), 469–471.
Abstract: The spectral dependence of the quantum efficiency of superconducting NbN single-photon detectors integrated with quarter-wave resonators based on Si3N4, SiO2, and SiO layers has been studied.
|
Dauler, E., Kerman, A., Robinson, B., Yang, J., Voronov, B., Goltsman, G., et al. (2009). Photon-number-resolution with sub-30-ps timing using multi-element superconducting nanowire single photon detectors. J. Modern Opt., 56(2), 364–373.
Abstract: A photon-number-resolving detector based on a four-element superconducting nanowire single photon detector is demonstrated to have sub-30-ps resolution in measuring the arrival time of individual photons. This detector can be used to characterize the photon statistics of non-pulsed light sources and to mitigate dead-time effects in high-speed photon counting applications. Furthermore, a 25% system detection efficiency at 1550 nm was demonstrated, making the detector useful for both low-flux source characterization and high-speed photon-counting and quantum communication applications. The design, fabrication and testing of this detector are described, and a comparison between the measured and theoretical performance is presented.
|
Marsili, F., Bitauld, D., Fiore, A., Gaggero, A., Leoni, R., Mattioli, F., et al. (2009). Superconducting parallel nanowire detector with photon number resolving functionality. J. Modern Opt., 56(2-3), 334–344.
Abstract: We present a new photon number resolving detector (PNR), the Parallel Nanowire Detector (PND), which uses spatial multiplexing on a subwavelength scale to provide a single electrical output proportional to the photon number. The basic structure of the PND is the parallel connection of several NbN superconducting nanowires (100 nm-wide, few nm-thick), folded in a meander pattern. Electrical and optical equivalents of the device were developed in order to gain insight on its working principle. PNDs were fabricated on 3-4 nm thick NbN films grown on sapphire (substrate temperature TS=900C) or MgO (TS=400C) substrates by reactive magnetron sputtering in an Ar/N2 gas mixture. The device performance was characterized in terms of speed and sensitivity. The photoresponse shows a full width at half maximum (FWHM) as low as 660ps. PNDs showed counting performance at 80 MHz repetition rate. Building the histograms of the photoresponse peak, no multiplication noise buildup is observable and a one photon quantum efficiency can be estimated to be QE=3% (at 700 nm wavelength and 4.2 K temperature). The PND significantly outperforms existing PNR detectors in terms of simplicity, sensitivity, speed, and multiplication noise.
|
Третьяков, И. В., Рябчун, С. А., Каурова, Н. С., Ларионов, П. А., Лобастова, А. А., Воронов, Б. М., et al. (2010). Оптимальная поглощенная мощность гетеродина для терагерцового сверхпроводникового NbN смесителя на электронном разогреве. Письма в ЖТФ, 36(23), 78–84.
Abstract: Представлены результаты измерений поглощенной мощности гетеродина малошумящим широкополосным смесителем на эффекте электронного разогрева в резистивном состоянии сверхпроводниковой ультратонкой пленки NbN. Оптимальная поглощенная мощность гетеродина составила около 100 nW на частоте 2.5 THz.
|
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.
|
Ozhegov, R. V., Gorshkov, K. N., Gol'tsman, G. N., Kinev, N. V., & Koshelets, V. P. (2011). The stability of a terahertz receiver based on a superconducting integrated receiver. Supercond. Sci. Technol., 24(3), 035003.
Abstract: We present the results of stability testing of a terahertz radiometer based on a superconducting receiver with a SIS tunnel junction as the mixer and a flux-flow oscillator as the local oscillator. In the continuum mode, the receiver with a noise temperature of 95 K at 510 GHz measured over the intermediate frequency (IF) passband of 4-8 GHz offered a noise equivalent temperature difference of 10 ± 1 mK at an integration time of 1 s. We offer a method to significantly increase the integration time without the use of complex measurement equipment. The receiver observed a strong signal over a final detection bandwidth of 4 GHz and offered an Allan time of 5 s.
|
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.
|
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.
|
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.
|
Shangina, E. L., Smirnov, K. V., Morozov, D. V., Kovalyuk, V. V., Goltsman, G. N., Verevkin, A. A., et al. (2011). Concentration dependence of energy relaxation time in AlGaAs/GaAs heterojunctions: direct measurements. Semicond. Sci. Technol., 26(2), 025013.
Abstract: We present measurements of the energy relaxation time, τε, of electrons in a single heterojunction in a quasi-equilibrium state using microwave time-resolved spectroscopy at 4.2 K. We find the relaxation time has a power-law dependence on the carrier density of the two-dimensional electron gas, τε∝nγs with γ = 0.40 ± 0.02 for values of the carrier density, ns, from 1.6 × 1011 to 6.6 × 1011cm−2. The results are in good agreement with predictions taking into account the scattering of the carriers by both piezoelectric and deformation potential acoustic phonons. We compare these results with indirect measurements of the energy relaxation time from energy loss measurements involving Joule heating of the electron gas.
|
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.
|
