Вышедшие номера
К разработке RFTES-детектора для радиоастрономии в окне прозрачности атмосферы 200-270 GHz
Соловьев П.С.1, Руденко Н.Ю.1, Чичков В.И.1, Шитов С.В.1,2,3
1Национальный исследовательский технологический университет " МИСИС",9 Москва, Россия
2Институт радиотехники и электроники им. В.А. Котельникова РАН, Москва, Россия
3Российский квантовый центр (РКЦ), Москва, Россия
Email: psoloyv2004@mail.ru
Поступила в редакцию: 14 мая 2026 г.
В окончательной редакции: 14 мая 2026 г.
Принята к печати: 14 мая 2026 г.
Выставление онлайн: 14 июля 2026 г.

Представлена разработка сверхпроводникового детектора терагерцового диапазона на основе технологии RFTES (Radio Frequency Transition Edge Sensor), объединяющей некоторые ключевые преимущества датчиков края сверхпроводящего перехода (TES) и детекторов микроволновой кинетической индуктивности (MKID). Обсуждается процесс разработки и оптимизации RFTES-детектора для диапазона частот 210-250 GHz с центральной частотой 230 GHz и системой считывания на основе четвертьволнового резонатора на частоте 5.5 GHz. Методом электромагнитного моделирования определены оптимальные геометрические параметры двухщелевой антенны, разработана оригинальная топология компактных режекторных фильтров на основе копланарных (однослойных) волноводов, которая обеспечивает подавление утечки сигнала антенны более 25 dB. Разработаны тестовые структуры для определения свойств материала мостика-поглотителя и частот настройки резонаторов матрицы из пяти пикселей. Подготовлена экспериментальная установка на базе оптического криостата замкнутого цикла (4 K) с двухступенчатой системой ИК-фильтров и СВЧ измерительным трактом. Ключевые слова: RFTES-детектор, сверхпроводящий резонатор, сверхпроводящий фазовый переход, сверхпроводящий микромостик, ниобий, двухщелевая антенна, режекторный фильтр, сверхпроводимость на СВЧ.
  1. С.В. Шитов. Письма в ЖТФ, 37 (19), 88 (2011). DOI: 10.1134/S1063785011100067
  2. A.A. Kuzmin, S.V. Shitov, A. Scheuring, J.M. Meckbach, K.S. Il'in, S. Wuensch. IEEE Trans. Terahertz Sci. Technol., 3 (1), 25 (2013). DOI: 10.1109/TTHZ.2012.2236148
  3. J. Clarke, P.L. Richards, N.H. Yeh. Appl. Phys. Lett., 30, 664 (1977). DOI: 10.1063/1.89278
  4. J.S. Lee, J. Gildemeister, W. Holmes, A. Lee, P. Richards. Appl. Opt., 37 (16), 3391 (1998). DOI: 10.1364/AO.37.003391
  5. K.D. Irwin, G.C. Hilton. Topics Appl. Phys., 99, 63 (2005). DOI: 10.1007/10933596_3
  6. А.В. Меренков, Т.М. Ким, В.И. Чичков, С.В. Калинкин, С.В. Шитов. ФТТ, 64 (10), 1404 (2022). DOI: 10.21883/FTT.2022.10.53081.50HH
  7. С.В. Шитов, Т.М. Ким, Л.С. Соломатов, Н.Ю. Руденко, А.В. Меренков, А.Б. Ермаков, В.И. Чичков. ЖТФ, 94 (7), 1060 (2024). DOI: 10.61011/JTF.2024.07.58341.168-24
  8. N. Bluzer. J. Appl. Phys., 78, 7340 (1995). DOI: 10.1063/1.360383
  9. 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), Art. N 2300405 (2014). DOI: 10.1109/TASC.2014.2385090
  10. J. Farah, P. Galison, K. Akiyama, K.L. Bouman, G.C. Bower, A. Chael, A. Fuentes, J.L. Gomez, M. Honma, M.D. Johnson. Astrophys. J. Lett., 930, L18 (2022). DOI: 10.3847/2041-8213/ac6615
  11. D.C. Mattis, J. Bardeen. Phys. Rev., 111, 412 (1958). DOI: 10.1103/PhysRev.111.412
  12. Электронный ресурс. Cadence Design Systems. Режим доступа: https://www.cadence.com/
  13. G. Matthaei, L. Young, E.M.T. Jones. Microwave Filters, Impedance-Matching Networks, and Coupling Structures (Artech House Publishers, 1980)
  14. С.В. Шитов. ЖТФ, 93 (7), 988 (2023). DOI: 10.21883/JTF.2023.07.55758.116-23
  15. Л.С. Соломатов, А.В. Меренков, С.В. Шитов. ФТТ, 66 (6), 806 (2024). DOI: 10.61011/PSS.2024.06.58689.2HH
  16. Yu. Balega, O. Bolshakov, A. Chernikov, A. Gunbina, V. Edelman, M. Efimova, A. Eliseev, A. Krasilnikov, I. Lapkin, I. Lesnov, M. Mansfeld, M. Markina, E. Pevzner, S. Shitov, A. Smirnov, M. Tarasov, N. Tyatushkin, A. Vdovin, V. Vdovin. Photonics, 11 (3), Art. N 257 (2024). DOI: 10.3390/photonics11030257
  17. G.I. Kropotov, E.V. Tsygankova. Вестник НГУ. Серия: Физика, 5 (4), 113 (2010). DOI: 10.54362/1818-7919-2010-5-4-113-116
  18. А.А. Кузьмин, С.В. Шитов, А.В. Устинов. ЖТФ, 84 (1), 139 (2014). DOI: 10.1134/S1063784214010137
  19. A.A. Kuzmin, A.D. Semenov, S.V. Shitov, M. Merker, S.H. Wuensch, A.V. Ustinov, M. Siegel. Appl. Phys. Lett., 111 (4), 042601 (2017). DOI: 10.1063/1.4995981