Вышедшие номера
Home » Журнал технической физики » Год 2026, выпуск 9 » Статья стр. 1862
<<<>>>
СИНИС-детектор sub-THz-диапазона из ниобия и алюминия
Российский научный фонд, Конкурс 2023 года «Проведение исследований научными группами под руководством молодых ученых» Президентской программы исследовательских проектов, реализуемых ведущими учеными, в том числе молодыми учеными, 23-79-10262
Маркина М.А.1,2, Тарасов М.А.1, Юсупов Р.А.1, Хан Ф.В.1,3, Фоминский М.Ю.1, Чекушкин А.М.1
1Институт радиотехники и электроники им. В.А. Котельникова РАН, Москва, Россия
2Национальный исследовательский университет " Высшая школа экономики", Москва, Россия
3Московский физико-технический институт (национальный исследовательский университет), Долгопрудный, Московская обл., Россия
Email: markina_ma@hitech.cplire.ru
Поступила в редакцию: 12 мая 2026 г.
В окончательной редакции: 12 мая 2026 г.
Принята к печати: 12 мая 2026 г.
Выставление онлайн: 14 июля 2026 г.
PDF версия
Разработана технология изготовления и предложена конструкция детекторов субтерагерцового диапазона на основе структур сверхпроводник-изолятор-нормальный металл-изолятор-сверхпроводник (СИНИС) для работы при температурах 1.5-6.0 K, где в качестве сверхпроводящего материала используется ниобий (T_c = 9.2 K) а в качестве нормального металла - алюминий (T_c = 1.2 K). Предложена технология изготовления СИНИС-детектора с туннельными переходами из ниобия и алюминия, основанная на модернизированной технологии SNEAP (от англ. - Selective Niobium Etching and Anodization Process) с жертвенным слоем SiO2. Предложен дизайн приемной структуры, где СИНИС-элемент Nb/AlOx/Al/AlOx/Nb интегрирован в логопериодическую антенну из Nb или Au диапазона 50-500 GHz. Проведено численное моделирование разрабатываемой структуры. По результатам моделирования приемная структура функционирует на нескольких резонансных частотах, а материал антенны (Nb или Au) оказывает незначительное влияние на спектральные характеристики приемной структуры. Мощность, эквивалентная шуму детектора на основе переходов сверхпроводник-изолятор-нормальный металл из Nb и Al c алюминиевым абсорбером, оценивается на уровне 10-16 W/√Hz при температуре 1.5 K. Ключевые слова: туннельный переход, СИНИС-детектор, амплитудно-частотная характеристика, SNEAP, приемная структура, терагерцовый диапазон.
  1. I. Zinchenko, L. Pirogov, M. Toriseva. Astron. Astrophys. Suppl., 133, 337 (1998)
  2. W. Hu, S. Dodelson. Annu. Rev. Astron. Astrophys., 40, 171 (2002)
  3. A.V. Lapinov, P. Schilke, M. Juvela, I. Zinchenko. Astron. Astrophys., 336 (1), 007 (1998)
  4. J.E. Carlstrom, G.P. Holder, E.D. Reese. Ann. Rev. Astron. Astrophys., 40, 643 (2002)
  5. И.И. Зинченко. Изв. вузов: Радиофизика, 46 (8), 9 (2003)
  6. F. Bensch, G.J. Melnick, D.A. Neufeld, M. Harwit, R.L. Snell, B.M. Patten, V. Tolls. Icarus, 184 (2), 602 (2006)
  7. Г.М. Бубнов, Ю.Н. Артеменко, В.Ф. Вдовин, Д.Б. Данилевский, И.И. Зинченко, В.И. Носов, П.Л. Никифоров, Г.И. Шанин, Д.А. Раупов. Известия вуз: Радиофизика, 59 (8-9), 852 (2016)
  8. Ф.Е. Шалькевич. Методы аэрокосмических исследований: курс лекций (БГУ, Минск, 2005)
  9. J.J. Chieh, C.Y. Hong. Rev. Sci. Instrum., 82 (8), 084301 (2011)
  10. J.F. Federici, D. Gary, R. Barat, Z.-H. Michalopoulou. IEEE Spectrum, 44 (7), 47 (2007)
  11. C. Zhang, K. Mu. 2009 34th Intern. Conference on Infrared, Millimeter, and Terahertz Waves (Busan, Korea (South), 1, 2009)
  12. T.R. Clem, M.C. Froelich, D.J. Ovenvay, J.W. Purpura, R.F. Wiegert, R.H. Koch, D.K. Lathrop, J. Rozen, J.H. Eraker, J.M. Schmidt. IEEE Transactions on Applied Superconductivity, 7 (2), 3287 (1997)
  13. A. Chwala, M. Schmelz, V. Zakosarenko, M. Schiffler, M. Schneider, M. Thurk, S. Brauer, F. Bauer, M. Schulz, A. Kruger, R. Stolz. Supercond. Sci. Technol., 32, 2 (2019)
  14. A. Cosentino. Technologies, 4 (1), 6 (2016)
  15. J. Federici, L. Moeller. J. Appl. Phys., 107 (11), 111101 (2010)
  16. J. Clarke, G. Hoffer, P. Richards. Revue de Рhysique Аppliquee, 9, 69 (1974)
  17. M. Nahum, T.M. Eiles, J.M. Martinis. Appl. Phys. Lett., 65, 3123 (1994)
  18. M. Tarasov, A. Gunbina, A. Chekushkin, V. Vdovin, A. Kalaboukhov. Appl. Sci., 11 (20), 9649 (2021)
  19. М.А. Маркина, А.М. Чекушкин, М.А. Тарасов, М.Ю. Фоминский, Т.Д. Пацаев, А.Л. Васильев. ЖТФ, 94 (7), 1079 (2024)
  20. M.A. Tarasov, A.A. Gunbina, A.M. Chekushkin, M.A. Markina, R.A. Yusupov, M.Yu. Fominskii, L.V. Filippenko, V.S. Edelman, V.F. Vdovin, V.A. Stolyarov, I.I. Zinchenko, A.M. Krasilnikov, A.S. Marukhno, M.A. Mansfeld, D.E. Kukushkin, D.A. Sazonenko, O.S. Bolshakov, A.B. Ermakov, V. Lesnov, A.F. Valeev. Astrophys. Bull., 80 (3), 502 (2025)
  21. М.А. Маркина, М.А. Тарасов, Р.А. Юсупов, Ф.В. Хан, М.Ю. Фоминский, Р.К. Козулин, А.М. Чекушкин. ЖТФ, 95 (9), 1800 (2025)
  22. L. Kuzmin. Physica C: Superconductivity, 468, 142 (2008)
  23. A. Gunbina, M. Tarasov, M. Fominsky, A. Chekushkin, R. Yusupov, D. Nagirnaya, R. Banchuin. In S.Y. Yurish (ed.). Advances in Microelectronics Reviews (IFSA Publishing, SL, Barcelona, Spain 2021), v. 3, p. 183
  24. G.J. Dolan. Appl. Phys. Lett., 31 (5), 337 (1977)
  25. V.P. Koshelets, S.A. Kovtonyuk, I.L. Serpuchenko, L.V. Filippenko, A.V. Shchukin. IEEE Trans. Magn., 27, 3141 (1991)
  26. М.А. Маркина, А.М. Чекушкин, М.А. Тарасов, М.Ю. Фоминский. Приборы и техника эксперимента, 1, 22 (2026)
  27. Электронный ресурс. Режим доступа: https://www.ansys.com/products/electronics/ansys-hfss
  28. V. Belitsky, C. Risacher, M. Pantaleev, V. Vassilev. Intern. J. Infrared Millimeter Waves, 27 (6), 809 (2006)
  29. A.R. Kerr. MMA Memo, 21 (245), 1 (1999)

Учредители

Издатель

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