Сверхпроводниковый болометр на горячих электронах: от открытия эффекта электронного разогрева к практическим применениям

?

Сверхпроводниковый болометр на горячих электронах: от открытия эффекта электронного разогрева к практическим применениям

С. 633–711.

Шураков А. С., Лобанов Ю. В., Колбатова А. И., Гайдученко И. А., Ожегов Р. В., Бакшеева К. А., Кинев Н. В., Гольцман Г. Н.

Термин «электронный разогрев», относящийся, в первую очередь, к физике полупроводников, сейчас также используется при описании физических основ функционирования отдельного класса сверхпроводниковых детекторов – болометров на горячих электронах (HEB, англ. Hot Electron Bolometers). К настоящему времени HEB детекторы проявили себя с лучшей стороны в составе гетеродинных приборных комплексов, использованных для нужд радиоастро- номии и терагерцевой (ТГц) спектроскопии. Частотная независимость механизма формирования отклика в широком диапазоне частот в сочетании с относительно высокой чувствительностью и быстродействием обеспечи- вают оптимальность использования HEB детекторов при приеме электромаг- нитного (ЭМ) излучения с частотой выше 1 ТГц.

Язык: русский

Полный текст

В книге

Коллективная монография «Терагерцовая фотоника»

Гайдученко И. А., Гольцман Г. Н., Ожегов Р. В., Шураков А. С. М.: Российская Академия наук, 2023.

Reflectarray-Assisted Spacial Binning in HEB-Based Terahertz Dispersive Spectrometer

Шураков А. С., Львов А. В., Беликов И. И. и др., , in: 2024 IEEE 9th All-Russian Microwave Conference (RMC).: IEEE, 2024. P. 196–199.

Терагерцовый диапазон частот привлекает внимание научного сообщества в различных областях, включая передачу данных, визуализацию и спектральный анализ. В контексте астрономического приборостроения использование спектрального диапазона 7-14 ТГц открывает возможности для углубленных исследований формирования экзопланет и энергетического баланса в межзвездной среде с поверхности Земли. В этой работе мы рассказываем о разработке пространственного биннинга с использованием reflectarray в ...

Добавлено: 24 января 2025 г.

Коллективная монография «Терагерцовая фотоника»

Гайдученко И. А., Гольцман Г. Н., Ожегов Р. В. и др., М.: Российская Академия наук, 2023.

Среди многих методов, разработанных для генерации терагерцового излучения, наиболее широко используемые включают в себя умножители гармоник перестраиваемых микроволновых источников, вакуумную элек- тронику (генераторы обратной волны, гиротроны и канцеротроны), супер- континуумы, генерируемые фемтосекундными лазерами, фотопроводящие переключатели , и генерацию разностных частот перестраиваемых лазеров в непрерывном режиме генерации. Коммерческие версии каждого из этих терагерцовых источников становятся все ...

Добавлено: 5 февраля 2024 г.

Superconducting Electronic–Photonic Platform for HEB-Based Terahertz Spectrometers

Шураков А. С., Беликов И. И., Приходько А. Н. и др., Applied Sciences (Switzerland) 2023 Vol. 13 No. 10 Article 5892

Добавлено: 11 мая 2023 г.

Photon Absorption Near the Gap Frequency in a Hot Electron Bolometer

Trifonov A., Tong C. E., Lobanov Y. и др., IEEE Transactions on Applied Superconductivity 2017 Vol. 27 No. 4 P. 1–4

Abstract: The superconducting energy gap is a fundamental characteristic of a superconducting film, which, together with the applied pump power and the biasing setup, defines the instantaneous resistive state of the Hot Electron Bolometer (HEB) mixer at any given bias point on the I-V curve. In this paper we report on a series of experiments, in ...

Добавлено: 18 января 2018 г.

Сверхпроводниковый интегральный приемник со смесителем на эффекте электронного разогрева

Кинев Н. В., Кошелец В. П., Филипенко Л. В. и др., Радиотехника 2011 № 12 С. 25–31

Представлены первые результаты исследования супергетеродинного сверхпроводникового интегрального приемника, где в качестве смесителя использован болометр на эффекте разогрева электронного газа . В англо - и русскоязычной литературе такой болометр называют HEB (от англ. Hot Electron Bolometer). Сверхпроводниковый генератор гетеродина на основе распределенного джозефсоновского перехода был интегрирован на одной микросхеме размером 4x4 мм2 вместе с НЕВ - ...

Добавлено: 12 октября 2017 г.

ПРИЕМНИКИ ТЕРАГЕРЦОВОГО И ИНФРАКРАСНОГО ДИАПАЗОНОВ, ОСНОВАННЫЕ НА ТОНКОПЛЕНОЧНЫХ СВЕРХПРОВОДНИКОВЫХ НАНОСТРУКТУРАХ

Смирнов К. В., Вахтомин Ю. Б., Смирнов А. В. и др., Вестник Новосибирского государственного университета. Серия: Физика 2010 Т. 5 № 4 С. 63–67

В работе представлены результаты разработки и создания чувствительных и ультрабыстрых приемников, основанных на тонкопленочных сверхпроводниковых наноструктурах: болометрах на эффекте электронного разогрева (HEB – hot-electron bolometer) и детекторах одиночных фотонов видимого и инфракрасного диапазонов волн (SSPD – superconducting singe-photon detector). Представлены основные принципы работы сверхпроводниковых устройств, технология создания и конструкционные особенности приемников, их основные типы и ...

Добавлено: 12 октября 2017 г.

Флуктуационная чувствительность сверхпроводящего болометрического смесителя на эффекте разогрева электронного газа

Ожегов Р. В., Окунев О. В., Гольцман Г. Н., Радиотехника 2009 № 3 С. 120–124

Представены результаты измерения флуктуационной чувствительности (NETD - noise equivalent temperature difference) болометрического смесителя на эффекте разогрева электронного газа в тонких сверхпроводящих пленках. Получено предельное значение NETD, равное 0,5 К, при шумовой температуре приемника 3800 К, ширине полосы преобразования 500 МГц, постоянной времени 1 с и частоте гетеродина 300 ГГц. Разработана методика достижения предельной флуктуационной чувствительности, ...

Добавлено: 12 октября 2017 г.

Reduction of Phonon Escape Time for NbN Hot Electron Bolometers by Using GaN Buffer Layers

Krause S., Mityashkin V., Antipov S. и др., IEEE Transactions on Terahertz Science and Technology 2017 Vol. 7 No. 1 P. 53–59

Добавлено: 22 февраля 2017 г.

Attojoule energy resolution of direct detector based on hot electron bolometer

Seliverstov S. V., Rusova A. A., Kaurova N. S. и др., Journal of Physics: Conference Series 2016 Vol. 741 No. 1 P. 012165

Добавлено: 20 октября 2016 г.

Современные сверхпроводниковые устройства

Чулкова Г. М., Физика в школе 2015 № 8 С. 49–53

В статье рассказано об одном из современных направ лений микроэлектроники, которое может стать основой для создания элективных курсов или проектных исследо ваний учащихся. В статье даны основные теоретические положения и практические применения ...

Добавлено: 19 октября 2016 г.

A microwave reflection readout scheme for hot electron bolometric direct detector

Shurakov A., Tong C. -., Grimes P. и др., IEEE Transactions on Terahertz Science and Technology 2015 Vol. 5 No. 1 P. 81–84

Добавлено: 19 февраля 2016 г.

Fast and Sensitive Terahertz Direct Detector Based on Superconducting Antenna-Coupled Hot Electron Bolometer

Seliverstov S., Maslennikov S., Рябчун С. А. и др., IEEE Transactions on Applied Superconductivity 2015 Vol. 25 No. 3 P. 1–4

Добавлено: 27 марта 2015 г.

Probing the stability of HEB mixers with microwave injection

Trifonov A., Tong E., Blundell R. и др., IEEE Transactions on Applied Superconductivity 2015 Vol. 25 No. 3 P. 1–4

Добавлено: 27 марта 2015 г.

Heterodyne detection at near-infrared wavelengths with a superconducting NbN hot-electron bolometer mixer

Shurakov A., Lobanov Y., Rodin A. V. и др., Optics Letters 2014 Vol. 39 No. 6

We report on the development of a highly sensitive optical receiver for heterodyne IR spectroscopy at the communication wavelength of 1.5 μm (200 THz) by use of a superconducting hot-electron bolometer. The results are important for the resolution of narrow spectral molecular lines in the near-IR range for the study of astronomical objects, as well as for ...

Добавлено: 2 марта 2015 г.

Fast and Sensitive Terahertz Direct Detector Based on Superconducting Antenna-Coupled Hot Electron Bolometer

Finkel M., Maslennikov S., Смирнов К. В. и др., IEEE Transactions on Applied Superconductivity 2014 Vol. 25 No. 3

Добавлено: 2 марта 2015 г.