Вышедшие номера
Home » Журнал технической физики » Год 2026, выпуск 9 » Статья стр. 1773
<<<>>>
Тепловые эффекты в СИС-переходах и линиях передачи под воздействием THz-излучения
Министерство науки и высшего образования РФ, 075-15-2024-538
Кинев Н.В. 1, Хан Ф.В. 1,2, Котова Н.Н.1,2, Чекушкин А.М. 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: nickolay@hitech.cplire.ru, khanfv@hitech.cplire.ru, kotova_nn@hitech.cplire.ru, chekushkin@hitech.cplire.ru, valery@hitech.cplire.ru
Поступила в редакцию: 4 июня 2026 г.
В окончательной редакции: 4 июня 2026 г.
Принята к печати: 4 июня 2026 г.
Выставление онлайн: 14 июля 2026 г.
PDF версия
Исследовано воздействие терагерцового излучения на туннельный переход вида " сверхпроводник-изолятор-сверхпроводник" (СИС) на частоте, превышающей " щелевую" частоту электродов перехода и подводящих линий передачи. Для этого изготовлены и экспериментально исследованы схемы, включающие туннельные переходы Nb/AlN/NbN, встроенные в линию передачи NbTiN/SiO2/Al, рассчитанную для работы в терагерцовом диапазоне частот, и приемную щелевую антенну в слое NbTiN. Исследовалось воздействие на переход мощного сигнала лампы обратной волны на частотах около 1.1 THz, в результате которого наблюдалось значительное уменьшение щелевого напряжения СИС-контакта. Построена численно-аналитическая модель, описывающая как различные механизмы нагрева перехода и линий передачи (постоянным и высокочастотным током), так и различные каналы отвода тепла (в область перехода, в линию передачи, в подложку). Показано, что температура СИС-перехода может заметно превышать температуру прилегающего электрода линии передачи. Ключевые слова: терагерцовые детекторы, СИС-переходы, тонкие пленки, накачка на высокой частоте, тепловой эффект, сверхпроводящая щель.
  1. J.R. Tucker, M.J. Feldman. Rev. Mod. Phys., 57 (4), 1055 (1985). DOI: 10.1103/RevModPhys.57.1055
  2. B. Billade, A. Pavolotsky, V. Belitsky. IEEE Trans. Terahertz Sci. Technol., 3 (4), 416 (2013). DOI: 10.1109/TTHZ.2013.2255734
  3. K.I. Rudakov, A.V. Khudchenko, L.V. Filippenko, M.E. Paramonov, R. Hesper, D.A.R. Costa Lima, A.M. Baryshev, V.P. Koshelets. Appl. Sci., 11 (21), 10087 (2021). DOI: 10.3390/app112110087
  4. A. Karpov, D.A. Miller, J.A. Stern, B. Bumble, H.G. LeDuc, I. Mehdi. IEEE Trans. Appl. Supercond., 21 (3), 616 (2011). DOI: 10.1109/TASC.2011.2124437
  5. K.A. Baksheeva, R.V. Ozhegov, G.N. Goltsman, N.V. Kinev, V.P. Koshelets, A. Kochnev, N. Betzalel, A. Puzenko, P.B. Ishai, Yu. Feldman. IEEE Trans. Terahertz Sci. Technol., 11 (4), 381 (2021). DOI: 10.1109/TTHZ.2021.3066099
  6. R. Korber, J.H. Storm, H. Seton, J.P. Makela, R. Paetau, L. Parkkonen, C. Pfeiffer, B. Riaz, J.F. Schneiderman, H. Dong, S. Hwang, L. You, B. Inglis, J. Clarke, M.A. Espy, R.J. Ilmoniemi, P.E. Magnelind, A.N. Matlashov, J.O. Nieminen, P.L. Volegov, K.C.J. Zevenhoven, N. Hofner, M. Burghoff, K. Enpuku, S.Y. Yang, J.J. Chieh, J. Knuutila, P. Laine, J. Nenonen. Supercond. Sci. Technol., 29 (11), 113001 (2016). DOI: 10.1088/0953-2048/29/11/113001
  7. I. Siddiqi. Nat. Rev. Mater., 6, 875 (2021). DOI: 10.1038/s41578-021-00370-4
  8. E.V. Zikiy, A.I. Ivanov, N.S. Smirnov, D.O. Moskalev, V.I. Polozov, A.R. Matanin, E.I. Malevannaya, V.V. Echeistov, T.G. Konstantinova, I.A. Rodionov. Sci. Rep., 13, 15536 (2023). DOI: 10.1038/s41598-023-42332-6
  9. J. Aumentado. IEEE Microw. Mag., 21 (7), 45 (2020). DOI: 10.1109/MMM.2020.2993476
  10. J.W. Kooi, J.A. Stern, G. Chattopadhyay, H.G. LeDuc, B. Bumble, J. Zmuidzinas. Intern. J. Infrared Millimeter Waves, 19 (3), 373 (1998). DOI: 10.1023/A:1022595223782
  11. B.D. Jackson, N.N. Iosad, G. Lange, A.M. Baryshev, W.M. Laauwen, J.R. Gao, T.M. Klapwijk. IEEE Trans. Appl. Supercond., 11 (1), 653 (2001). DOI: 10.1109/77.919429
  12. D.C. Mattis, J. Bardeen. Phys. Rev., 111 (2), 412 (1958). DOI: 10.1103/PhysRev.111.412
  13. B. Leone, J.R. Gao, T.M. Klapwijk, B.D. Jackson, W.M. Laauwen, G. de Lange. Appl. Phys. Lett., 78 (11), 1616 (2001). DOI: 10.1063/1.1355003
  14. A. Khudchenko, A.M. Baryshev, K.I. Rudakov, V.P. Koshelets, P.M. Dmitriev, R. Hesper, L. Jong. IEEE Trans. Terahertz Sci. Technol., 6 (1), 127 (2016). DOI: 10.1109/TTHZ.2015.2504783
  15. A. Traini, B.K. Tan, J.D. Garrett, A. Khudchenko, R. Hesper, A.M. Baryshev, P.N. Dmitriev, V.P. Koshelets, G. Yassin. IEEE Trans. THz Sci. Technol., 10 (6), 721 (2020). DOI: 10.1109/TTHZ.2020.3028028
  16. Н.В. Кинев, А.М. Чекушкин, Ф.В. Хан, К.И. Рудаков. Радиотехника и электроника, 68 (9), 858 (2023). DOI: 10.31857/S0033849423090127 [N.V. Kinev, A.M. Chekushkin, F.V. Khan, K.I. Rudakov. J. Commun. Technol. Electron., 68 (9), 946 (2023). DOI: 10.1134/S1064226923090127]
  17. Н.В. Кинев, А.М. Чекушкин, Ф.В. Хан, К.И. Рудаков, Н.Н. Котова, В.П. Кошелец. ФТТ, 66 (7), 1032 (2024). DOI: 10.61011/FTT.2024.07.58368.26HH [N.V. Kinev, A.M. Chekushkin, F.V. Khan, K.I. Rudakov, N.N. Kotova, V.P. Koshelets. Phys. Sol. State, 66 (7), 1000 (2024). DOI: 10.61011/PSS.2024.07.58965.26HH]
  18. V.P. Koshelets, S.V. Shitov. Supercond. Sci. Technol., 13 (5), R53 (2000). DOI: 10.1088/0953-2048/13/5/201
  19. V.P. Koshelets, A.B. Ermakov, L.V. Filippenko, A.V. Khudchenko, O.S. Kiselev, A.S. Sobolev, M.Yu. Torgashin, P.A. Yagoubov, R.W.M. Hoogeveen, W. Wild. IEEE Trans. Appl. Supercond., 17 (2), 336 (2007). DOI: 10.1109/TASC.2007.898622
  20. N.V. Kinev, K.I. Rudakov, L.V. Filippenko, A.M. Baryshev, V.P. Koshelets. Sensors, 20 (24), 7267 (2020). DOI: 10.3390/s20247267
  21. Я.О. Водзяновский, К.И. Рудаков, И.В. Третьяков, Л.В. Филиппенко, В.П. Кошелец, С.А. Кузнецов, М.Ю. Архипов, А.В. Худченко. ФТТ, 66 (6), 854 (2024). DOI: 10.61011/FTT.2024.06.58236.1HH [Ya.O. Vodzyanovsky, K.I. Rudakov, I.V. Tretyakov, L.V. Filippenko, V.P. Koshelets, S.A. Kuznetsov, M.Yu. Arkhipov, A.V. Khudchenko. Phys. Sol. State, 66 (6), 824 (2024). DOI: 10.61011/PSS.2024.06.58692.1HH]
  22. А.А. Атепалихин, Ф.В. Хан, Л.В. Филиппенко, В.П. Кошелец. ФТТ, 67 (7), 1247 (2025). DOI: 10.61011/FTT.2025.07.61181.21HH-25 [A.A. Atepalikhin, F.V. Khan, L.V. Filippenko, V.P. Koshelets. Phys. Sol. State, 67 (7), 1195 (2025). DOI: 10.61011/PSS.2025.07.61878.21HH-25]
  23. J.J. Chang, D.J. Scalapino. J. Low Temp. Phys., 31 (1-2), 1 (1978). DOI: 10.1007/BF00116228
  24. D.J. Goldie, S. Withington. Supercond. Sci. Technol., 26 (1), 015004 (2013). DOI: 10.1088/0953-2048/26/1/015004
  25. Н.В. Кинев, Ф.В. Хан, А.М. Чекушкин, В.П. Кошелец. Изв. вузов. Радиофизика, 68 (9), 808 (2025). DOI: 10.52452/00213462_2025_68_09_808
  26. P.N. Dmitriev, I.L. Lapitskaya, L.V. Filippenko, A.B. Ermakov, S.V. Shitov, G.V. Prokopenko, S.A. Kovtonyuk, V.P. Koshelets. IEEE Trans. Appl. Supercond., 13 (2), 107 (2003). DOI: 10.1109/TASC.2003.813657
  27. А.М. Чекушкин, Л.В. Филиппенко, М.Ю. Фоминский, В.П. Кошелец. ФТТ, 64 (10), 1399 (2022). DOI: 10.21883/FTT.2022.10.53080.49HH [A.M. Chekushkin, L.V. Filippenko, M.Yu. Fominskiy, V.P. Koshelets. Phys. Sol. State, 64 (10), 1382 (2022). DOI: 10.21883/PSS.2022.10.54222.49HH]
  28. A. Sergeev, V. Mitin. Phys. Rev. B, 61 (9), 6041 (2000). DOI: 10.1103/PhysRevB.61.6041
  29. Ч. Киттель. Введение в физику твердого тела (Наука, М., 1978)
  30. W. Shan, S. Ezaki. IEEE Trans. Appl. Supercond., 36 (5), 2400410 (2026). DOI: 10.1109/TASC.2026.3666524
  31. B.K. Tan, G. Yassin, P. Kittara, J. Leech. Proc. of the 20th International Symposium on Space Terahertz Technology (Charlottesville, USA, 2009), p. 275
  32. S.B. Kaplan. J. Low Temperature Phys., 37 (3), 343 (1979). DOI: 10.1007/BF00119193
  33. E.S. Zhukova, B.P. Gorshunov, L.S. Kadyrov, K.V. Zhivetev, A.V. Terentiev, A.M. Chekushkin, F.V. Khan, A.V. Khudchenko, N.V. Kinev, V.P. Koshelets. IEEE Trans. Appl. Supercond.,  34 (3), 1 (2024). DOI: 10.1109/TASC.2024.3353139
  34. S.B. Kaplan, C.C. Chi, D.N. Langenberg, J.J. Chang, S. Jafarey, D.J. Scalapino. Phys. Rev. B, 14 (11), 4854 (1976). DOI: 10.1103/PhysRevB.14.4854
  35. K. Atkinson, W. Han, D.E. Stewart. Numerical solution of ordinary differential equations (John Wiley \& Sons, Hoboken, New Jersey, 2009)

Учредители

Издатель

© 2026 Физико-технический институт им. А.Ф. Иоффе Российской академии наук
Powered by webapplicationthemes.com - High quality HTML Theme