Вышедшие номера
Сверхпроводящий болометрический детектор с высокочастотным считыванием при температуре 400 mK
Переводная версия: 10.21883/PSS.2022.10.54223.50HH
НИТУ МИСиС, К2-2020-016
Российский научный фонд, 17-19-01786
Российский фонд фундаментальных исследований (РФФИ), 20-37- 90094
Меренков А.В. 1, Ким Т.М. 1, Чичков В.И. 1, Калинкин С.В.1, Шитов С.В. 1
1Национальный исследовательский технологический университет "МИСиС", Москва, Россия
Email: merenkov.alexey92@gmail.com
Поступила в редакцию: 29 апреля 2022 г.
В окончательной редакции: 29 апреля 2022 г.
Принята к печати: 12 мая 2022 г.
Выставление онлайн: 13 июля 2022 г.

Впервые продемонстрировано детектирование терагерцового оптического сигнала с помощью болометрического детектора с планарным резонатором из ниобия, нагруженного микромостиком из гафния, с использованием нелинейности импеданса электронного газа на частоте 1.5 GHz вблизи критической температуры микромостика. Температура электронного газа смещалась током резонатора, а сверхпроводящий переход микромостика происходил под действием терагерцового сигнала. Тестовый термодинамический сигнал от тонкопленочного поглотителя Fe-Cr-Ni, нагретого в диапазоне 1-10 K, фокусировался с расстояния 10 mm иммерсионной линзой из сапфира на планарную антенну, согласованную с микромостиком в  диапазоне 600-700 GHz. Измеренный коэффициент передачи мощности болометра составил +5.5 dB при мощности насыщения ~1 pW и пороговой чувствительности приемной системы (3±1)·10-17 W/sqrt(Hz)sqrt, что близко к теоретическим значениям для исследованного мостика размером 2.5x2.5x0.08 μm. Испытанный детектор может быть использован для создания изображающих терагерцовых матриц с частотным мультиплексированием в криостатах сорбционного типа. Ключевые слова: RFTES-болометр, сверхпроводящий микромостик, высокочастотный импеданс сверхпроводника, пленка гафния, электронный газ, планарный резонатор, частотное мультиплексирование, планарная антенна, черное тело, термодинамический шум.
  1. J. Clarke, P.L. Richards, N.H. Yeh. Appl. Phys. Lett. 30, 12, 664 (1977)
  2. S.F. Lee, J.M. Gildemeister, W. Holmes, A.T. Lee, P.L. Richards. Appl. Opt. 37, 16, 3391 (1998)
  3. D.K. Day, H.G. LeDuc, B.A. Mazin, A. Vayonakis, J. Zmuidzinas. Nature 425, 6960, 817 (2003)
  4. J. Zmuidzinas. Annu. Rev. Condens. Matter Phys. 3, 169 (2012)
  5. B.S. Karasik, W.R. McGrath, H.G. LeDuc, M.E. Gershenson. Supercond. Sci. Technol. 12, 11, 745 (1999)
  6. B.S. Karasik, D. Olaya, J. Wei, S.V. Pereverzev, M.E. Gershenson, J.H. Kawamura, W.R. McGrath, A.V. Sergeev. IEEE Trans. Appl. Supercond. 17, 2, 293 (2007)
  7. L.S. Kuzmin, A.L. Pankratov, A.V. Gordeeva, V.O. Zbrozhek, V.A. Shamporov, L.S. Revin, A.V. Blagodatkin, S. Masi, P. de Bernardis. Commun. Phys.  2, 104 (2019)
  8. S.V. Shitov. Technical Phys. Lett. 37, 10, 932 (2011)
  9. A. Kuzmin, S.V. Shitov, A. Scheuring, J.M. Meckbach, K.S. Il'in, S. Wuensch, A.V. Ustinov, M. Siegel. IEEE Trans. Terahertz Sci. Technol. 3, 1, 25 (2013)
  10. А.А. Кузьмин, С.В. Шитов, А.В. Устинов. ЖТФ 84, 1, 139 (2014)
  11. S.V. Shitov, N.N. Abramov, A.A. Kuzmin, M. Merker, M. Arndt, S. Wuensch, K.S. Ilin, E.V. Erhan, A.V. Ustinov, M. Siegel. IEEE Trans. Appl. Supercond. 25, 3, 12 (2014)
  12. S.V. Shitov, A.A. Kuzmin, M. Merker, V.I. Chichkov, A.V. Merenkov, A.B. Ermakov, A.V. Ustinov, M. Siegel. IEEE Trans. Appl. Supercond. 27, 4, 1 (2017)
  13. A.A. Kuzmin, M. Merker, S.H. Wuensch, M. Siegel, A.D. Semenov, S.V. Shitov, A.V. Ustinov. Appl. Phys. Lett. 111, 4, 042601 (2017)
  14. A.V. Merenkov, V.I. Chichkov, A.B. Ermakov, A.V. Ustinov, S.V. Shitov. IEEE Trans. Appl. Supercond. 28, 7 (2018)
  15. A.V. Merenkov, S.V. Shitov, V.I. Chichkov, A.B. Ermakov, T.M. Kim, A.V. Ustinov. Tech. Phys. Lett. 44, 7, 581 (2018)
  16. A.V. Merenkov, V.I. Chichkov, A.V. Ustinov, S.V. Shitov. IOP Conf. Ser.: J. Phys. 1182, 012009 (2019)
  17. C. Mattis, J. Bardeen. Phys. Rev. 111, 2, 412 (1958)
  18. B.L. Altshuler, A.G. Aronov. Modern Problems. Condens. Matter Sci. 10, 1 (1985). ISSN 0167-7837,
  19. A.F. Andreev. Sov. Phys. JETP 19, 5, 1228 (1964)
  20. B.S. Karasik, R. Cantor. Appl. Phys. Lett. 98, 19, 193503 (2011)
  21. http://www.tydexoptics.com/ru/
  22. E.L. Dereniak, G.D. Boreman. Infrared Detectors and System. John Wiley \& Sons, N.Y. (1996)

Подсчитывается количество просмотров абстрактов ("html" на диаграммах) и полных версий статей ("pdf"). Просмотры с одинаковых IP-адресов засчитываются, если происходят с интервалом не менее 2-х часов.

Дата начала обработки статистических данных - 27 января 2016 г.