Сверхпроводящий детектор проходящего сигнала
Хан Э.Р.1, Руденко Н.Ю.1, Чичков В.И.1, Шитов С.В.1,2
1Национальный исследовательский технологический университет "МИСиС", Москва, Россия
2Институт радиотехники и электроники им. В.А. Котельникова РАН, Москва, Россия

Email: inlovewithfaraday@gmail.com
Поступила в редакцию: 14 мая 2025 г.
В окончательной редакции: 14 мая 2025 г.
Принята к печати: 14 мая 2025 г.
Выставление онлайн: 21 августа 2025 г.
Описаны разработка и экспериментальное исследование оригинального сверхпроводящего СВЧ детектора проходящего сигнала на основе технологии RFTES, предназначенного для измерения сверхмалых сигналов в диапазоне СВЧ от 1 до 40 GHz и, возможно, выше. Устройство основано на использовании тонкопленочных сверхпроводящих микромостиков, работающих вблизи их критической температуры, что позволяет достичь высокой чувствительности к мощности проходящих сигналов порядка 10-13 W при вносимом затухании менее -30 dB. Детектор представляет собой планарную интегральную структуру и работает при криогенных температурах. Представлены данные о структуре, параметрах изготовления и предварительных результатах исследования детектора проходящей мощности СВЧ на основе пленок ниобия и гафния, а также расчетные и измеренные данные, S-параметры экспериментальных образцов на частотах в районе 1.5 и 7 GHz при температурах в районе 100 mK. Ключевые слова: RFTES-болометр, сверхпроводящий резонатор, интегральная планарная структура.
- T.M. Lanting, H.-M. Cho, J. Clarke, M. Dobbs, A.T. Lee, P.L. Richards, H. Spieler, A. Smith. SPIE, 4855, 172 (2003). DOI: 10.1117/12.459672
- J.J.A. Baselmans, J. Bueno, S.J.C. Yates, O. Yurduseven, N. Llombart, K. Karatsu, A.M. Baryshev, L. Ferrari, A. Endo, D.J. Thoen, P.J. de Visser1, R.M.J. Janssen, V. Murugesan, E.F.C. Driessen, G. Coiffard, J. Martin-Pintado, P. Hargrave, M. Griffin. Astronomy \& Astrophysics, 601, A89 (2017). DOI: 10.1051/0004-6361/201629653
- B.S. Karasik, A.V. Sergeev, D.E. Prober. IEEE Transactions on Terahertz Sci. Technol., 1 (1), 97 (2011). DOI: 10.1109/TTHZ.2011.2159560
- V.P. Koshelets, S.V. Shitov. Supercond. Sci. Technol., 13 (5), R53 (2000). DOI: 10.1088/0953-2048/13/5/201
- А.В. Меренков, Т.М. Ким, В.И. Чичков, С.В. Калинкин, С.В. Шитов. ФТТ, 64 (10), 1404 (2022). DOI: 10.21883/FTT.2022.10.53081.50HHС
- A.M. Gunyho, S. Kundu, J. Ma, W. Liu, S. Niemela, G. Catto, V. Vadimov, V. Vesterinen, P. Singh, Q. Chen, M. Mottonen. Nature Electron., 7 (4), 288 (2024). DOI: 10.1038/s41928-024-01147-7
- A. Opremcak, I.V. Pechenezhskiy, C. Howington, B.G. Christensen, M.A. Beck, E. Leonard Jr., J. Suttle, C. Wilen, K.N. Nesterov, G.J. Ribeill, T. Thorbeck, F. Schlenker, M.G. Vavilov, B.L.T. Plourde, R. McDermott. Science, 361 (6408), 1239 (2018). DOI: 10.1126/science.aat4625
- L. Bisigello, S.J.C. Yates, L. Ferrari, J.J.A. Baselmans, A. Baryshev. SPIE, 9914, 913 (2016). DOI: 10.1117/12.2238643
- M. De Lucia, G. Ulbricht, E. Baldwin, J.D. Piercy, O. Creaner, C. Bracken, T.P. Ray. AIP Adv., 13 (12), (2023). DOI: 10.1063/5.0168365
- M. De Lucia, P. Dal Bo, E. Di Giorgi, T. Lari, C. Puglia, F. Paolucci. Instruments, 8 (4), 47 (2024). DOI: 10.3390/instruments8040047
- А.С. Загородний. Измерители мощности сигналов СВЧ и КВЧ диапазонов на основе диодных детекторов (Автореф. канд. дисс., ТУСУР, Томск, 2014)
- 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)
- A.V. Merenkov, V.I. Chichkov, A.B. Ermakov, A.V. Ustinov, S.V. Shitov. IEEE Transactions on Appl. Superconduct., 28 (7), 1 (2018). DOI: 10.1109/TASC.2018.2827981
- M.E. Gershenson, D. Gong, T. Sato, B.S. Karasik, A.V. Sergeev. Appl. Phys. Lett., 79 (13), 2049 (2001). DOI: 10.1063/1.1407302
- А.И. Курносов, В.В. Юдин. Технология производства полупроводниковых приборов и интегральных микросхем (Высшая школа, М., 1986)
- Cadence AWR Microwave Office https://www.awr.com/awr-software/products/awr-design-environment
- P. Jung, S. Butz, M. Marthaler, M.V. Fistul, J. Leppakangas, V.P. Koshelets, A.V. Ustinov. Nature Сommun.0, 5 (1), 3730 (2014). DOI: 10.1038/ncomms4730