Устройства и методы измерения параметров RFTES-болометра
Российский фонд фундаментальных исследований (РФФИ), "Аспиранты", 20-37-90094
Министерство образования и науки Российской Федерации / НИТУ МИСиС, Стратегическое лидерство "Приоритет-2030", К2-2022-029
Ким Т.М.
1, Меренков А.В.
1, Ермаков Ан.Б.
2, Соломатов Л.С.
1, Чичков В.И.
1, Шитов С.В.
1,21Национальный исследовательский технологический университет "МИСиС", Москва, Россия
2Институт радиотехники и электроники им. В.А. Котельникова РАН, Москва, Россия
Email: kim.tatyana.mail@gmail.com, sergey3e@gmail.com
Поступила в редакцию: 12 мая 2023 г.
В окончательной редакции: 12 мая 2023 г.
Принята к печати: 12 мая 2023 г.
Выставление онлайн: 19 июня 2023 г.
Продемонстрирован ряд новых подходов к измерению собственного шума и динамических характеристик сверхпроводящих болометров, построенных по технологии Radio Frequency Transition Edge Sensor (RFTES). Разработанные методы были апробированы с экспериментальным образцом диапазона 550-750 GHz и частотой считывания ~1.5 GHz при температуре 400 mK. Исследовано поглощение тонкопленочных резистивных покрытий на подложках из сапфира, кварца и определена излучательная способность экспериментального теплового источника, которая составила ~14%. Разработан источник дробового шума на туннельном контакте Al/AlOx/Al, и с его помощью определена шумовая температура буферного усилителя диапазона 1.35-1.6 GHz, приведенная к выходу детектора, которая составила ~20 K. Быстродействие RFTES с пленкой гафния размером 6x2x0.08 μm составило ~3 μs и было измерено методом модуляции СВЧ подогрева на втором резонансе ~4.2 GHz; динамический диапазон при частоте модуляции 10 kHz составил более 23 dB. Полученные данные позволили определить чувствительность RFTES как 1·1017 W/Hz± 30%, что с точностью до ошибки измерений совпало с теоретическим значением. Ключевые слова: RFTES, эквивалентная мощность шума, время отклика, динамический диапазон, черное тело, излучательная способность, закон Планка, модуляция тепла, дробовой шум, электронный газ, высокодобротный резонатор, электромагнитное моделирование.
- T.S. Kuhn. Black-Body Theory and the Quantum Discontinuity, 1894-1912. --- 2nd ed. (Chicago: University of Chicago Press, 1987)
- А.В. Уваров, С.В. Шитов, А.Н. Выставкин. Метрология 9, 3 (2010). [A.V. Uvarov, S.V. Shitov, A.N. Vystavkin. Meas. Tech., 53 (9), 1047 (2010). DOI:10.1007/s11018-010-9617-4]
- Т.М. Ким, С.В. Шитов. Письма ЖТФ, 47 (24), 13 (2021). DOI: 10.21883/JTF.2023.07.55759.117-23 [T.M. Kim, S.V. Shitov. Tech. Phys. Lett., 48 (15), 54 (2022). DOI: 10.21883/JTF.2023.07.55759.117-23]
- Е.М. Гершензон, М.Е. Гершензон, Г.Н. Гольцман, А.М. Люлькин, А.Д. Семенов, А.В. Сергеев. ЖЭТФ, 97 (3), 901 (1990). [E.M. Gershenzon, M.E. Gershenzon, G.N. Gol'tsman, A.M. Lyul'kin, A.D. Sernenov, A.V. Sergeev. JETP, 97, 901 (1990).]
- С.В. Шитов. Письма в ЖТФ, 37 (19), 88 (2011). [S.V. Shitov. Tech. Phys. Lett., 37, 932 (2011). http://journals.ioffe.ru/pjtf/2011/19/p88-94.pdf]
- A.V. Merenkov, V.I. Chichkov, A.B. Ermakov, A.V. Ustinov, S.V. Shitov IEEE Trans. Appl. Supercond., 28, 7 (2018). DOI:10.1109/TASC.2018.2827981
- А.В. Меренков, С.В. Шитов, В.И. Чичков, А.Б. Ермаков, Т.М. Ким, А.В. Устинов. Письма в ЖТФ, 44 (13), 59 (2018). [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). DOI:10.1134/S106378501807012X]
- P.A.J. de Korte, J. Beyer, S. Deiker, G.C. Hilton, K.D. Irwin, M. MacIntosh, S.W. Nam, C.D. Reintsema, L.R. Vale. Rev. Sci. Instrum. 74, 3087 (2003). DOI: 10.1063/1.1593809
- 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
- A.T. Lee, P.L. Richards, S.W. Nam, B. Cabrera, K. D. Irwin. Appl. Phys. Lett., 69 (12), 1801-1803 (1996). DOI: 10.1063/1.117491
- D.K. Day, H.G. LeDuc, B.A. Mazin, A. Vayonakis, J. Zmuidzinas. Nature, 425, 817 (2003). DOI: 10.1038/nature02037
- Cadence AWR Microwave Office. Электронный ресурс. Режим доступа: https://www.flowcad.com> awr-microwave-office
- B.S. Karasik, R. Cantor. Appl. Phys. Lett., 98, 193503 (2011). DOI: 10.1063/1.3589367
- B.L. Altshuler, A.G. Aronov. Modern Problems. Condens. Matter. Sci., 10, 1 (1985). DOI: 10.1016/B978-0-444-86916-6.50007-7
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.