Вышедшие номера
Подавление ступеней Фиске в распределенном джозефсоновском переходе
Атепалихин А.А.1,2, Хан Ф.В.1,2, Филиппенко Л.В.1, Кошелец В.П.1
1Институт радиотехники и электроники им. В.А. Котельникова РАН, Москва, Россия
2Московский физико-технический институт (национальный исследовательский университет), Долгопрудный, Московская обл., Россия
Email: atepalikhin@hitech.cplire.ru, khanfv@hitech.cplire.ru, lyudmila@hitech.cplire.ru, valery@hitech.cplire.ru
Поступила в редакцию: 6 марта 2025 г.
В окончательной редакции: 6 марта 2025 г.
Принята к печати: 5 мая 2025 г.
Выставление онлайн: 18 августа 2025 г.

Апробирован метод подавления ступеней Фиске на вольтамперной характеристике распределенного джозефсоновского перехода при помощи согласованной нагрузки на его неизлучающем конце. Согласованная нагрузка представляет собой четырехступенчатый чебышевский трансформатор из отрезков микрополосковых линий, верхний электрод которых выполнен из нормального металла. В качестве материала выбран молибден толщиной около 100 nm, который является нормальным металлом при температуре кипения жидкого гелия. Показано, что подавление ступеней Фиске обеспечивает непрерывную перестройку частоты генератора при произвольном токе смещения, включая рабочие точки в резонансном режиме, а сглаживание ступеней приводит к расширению частотного диапазона работы генератора. С помощью предложенной модификации удалось сгладить ступени Фиске на вольтамперной характеристике распределенного джозефсоновского перехода и увеличить диапазон напряжений, в которых возможна генерация сигнала необходимой мощности. Ключевые слова: сверхпроводниковая электроника, распределённый джозефсоновский переход, генератор субмиллиметрового диапазона частот, подавление ступеней Фиске.
  1. ALMA: https://www.almaobservatory.org
  2. APEX: http://www.apex-telescope.org
  3. Dome: https://elt.eso.org/telescope/dome
  4. Herschel: http://herschel.esac.esa.int
  5. Миллиметрон: https://millimetron.ru
  6. S.C. Shi, T. Noguchi. IEICE Trans. Electron. 81, 10, 1584 (1998)
  7. W. McGrath, A. Raisanen, P. Richards, R. Harris, F. Lloyd. IEEE Trans. Magn. 21, 2, 212 (1985)
  8. A. Zorin. IEEE Trans. Magn. 21, 2, 939 (1985)
  9. S.V. Shitov, B.D. Jackson, A.M. Baryshev, A.V. Markov, N.N. Iosad, J.R. Gao, T.M. Klapwijk. Phys. C: Supercond. Appl. 372, 374 (2002)
  10. С.В. Шитов. Интегральные устройства на сверхпроводниковых туннельных переходах для приемников миллиметровых и субмиллиметровых волн: дис. --- Институт радиотехники и электроники Российской академии наук, 2003
  11. V.P. Koshelets, S.V. Shitov. Supercond. Sci. Technol. 13, 5, R53 (2000)
  12. J.V. Siles, R.H. Li, C. Lee, E. Schlecht, A. Maestrini, P. Bruneau, A. Peralta, J. Kloosterman, J. Kawamura, I. Mehdi. Proceedings of the 26th International Symposium on Space Terahertz Technology 1, 3, 40 (2015)
  13. К.К. Лихарев. Введение в динамику джозефсоновских переходов. Наука. Гл. ред. физ.-мат. лит., М. (1985). 320 с
  14. M. Tinkham. Introduction to superconductivity. Courier Corporation (2004)
  15. D.D. Coon., M.D. Fiske. Phys. Rev. 138, 3, A744 (1965)
  16. Ф.В. Хан, А.А. Атепалихин, Л.В. Филиппенко, В.П. Кошелец. Радиотехника и электроника 68, 9, 897 (2023)
  17. A.L. Pankratov, A.S. Sobolev, V.P. Koshelets, J. Mygind. Phys. Rev. B 75, 18, 184516 (2007)
  18. E.A. Matrozova, A.L. Pankratov, M.Yu. Levichev, V.L. Vaks. J. Appl. Phys. 110, 5, 053922 (2011)
  19. M.E. Paramonov, L.V. Filippenko, F.V. Khan, O.S. Kiselev, V.P. Koshelets. Appl. Sci. 12, 17, 8904 (2022)
  20. R.W. Klopfenstein. Proceedings of the IRE 44, 1, 31 (1956)
  21. Ansys HFSS (on-line): http://www.ansys.com/products/electronics/ansys-hfss V. Belitsky, C. Risacher, M. Pantaleev, V. Vassilev. Int. J. Infrared Millim. Waves 27, 809 (2006)
  22. D.C. Mattis, J. Bardeen. Phys. Rev. 11, 2, 412 (1958)
  23. R.L. Kautz. J. Appl. Phys. 49, 1, 308 (1978)
  24. G. Yassin, S. Withington. J. Phys. D: Appl. Phys. 28, 9, 1983 (1995)
  25. M.Y. Fominsky, L.V. Filippenko, A.M. Chekushkin, P.N. Dmitriev, V.P. Koshelets. Electronics 10, 23, 2944 (2021)
  26. V.P. Koshelets, P.N. Dmitriev, M.I. Faley, L.V. Filippenko, K.V. Kalashnikov, N.V. Kinev, O.S. Kiselev, A.A. Artanov, K.I. Rudakov, A. de Lange, G. de Lange, V.L. Vaks, M.Y. Li, H.B. Wang. IEEE Trans. Terahertz Sci. Technol. 5, 687 (2015)
  27. P.N. Dmitriev, L.V. Filippenko, V.P. Koshelets. In: Josephson Junctions. History, Devices, and Applications / Eds E. Wolf, G. Arnold, M. Gurvitch, J. Zasadzinski. Pan Stanford Publishing Pte. Ltd. (2017). Ch. 7. P. 185-244
  28. J.R. Tucker, M.J. Feldman. Rev. Mod. Phys. 57, 4, 1055 (1985)