RSS-ленты
РусскийEnglish
Выпуск 11, 2024
Том год страница
Выпуски Авторы PACS Подписчикам Для авторов

Выпуски

 / 

2024

 / 

Ноябрь

←  →

К 55-летию Института спектроскопии РАН (ИСАН). Обзоры актуальных проблем


Сверхпроводниковые приёмные устройства терагерцового диапазона

†  а, ‡  а, §  а, *  а, #  а, °  а, б, &  а, б,   в,   а, б,   а
а Институт радиотехники и электроники им. В.А. Котельникова РАН, ул. Моховая 11, кор. 7, Москва, 125009, Российская Федерация
б Астрокосмический центр, Физический институт им. П.Н. Лебедева РАН, ул. Профсоюзная 84/32, Москва, 117997, Российская Федерация
в Kapteyn Astronomical Institute, University of Groningen, PO Box 72, Groningen, 9700, the Netherlands

Существует целый ряд практических приложений, где устройства на основе сверхпроводниковой электроники, обладая уникальным набором параметров, заметно превосходят по своим характеристикам приборы на основе традиционных технологий; в некоторых областях им нет альтернативы. Одним из наиболее успешно развиваемых направлений является разработка сверхчувствительных приёмных устройств терагерцового (ТГц) диапазона; их рабочая частота достигла 1 ТГц, а шумовая температура ограничена только квантовым пределом либо фотонными шумами.

Текст pdf (601 Кб)
Ключевые слова: радиоастрономия, высококачественные туннельные переходы на основе ниобия, малошумящие СИС-приёмники, смесители ТГц-диапазона c квантовой чувствительностью
PACS: 07.57.−c, 85.25.−j, 95.55.−n (все)
DOI: 10.3367/UFNr.2024.07.039726
URL: https://ufn.ru/ru/articles/2024/11/i/
Цитата: Филиппенко Л В, Чекушкин А М, Фоминский М Ю, Ермаков А Б, Кинев Н В, Рудаков К И, Худченко А В, Барышев А М, Кошелец В П, Никитов С А "Сверхпроводниковые приёмные устройства терагерцового диапазона" УФН 194 1207–1222 (2024)
BibTexBibNote ® (generic)BibNote ® (RIS)MedlineRefWorks

Поступила: 9 марта 2024, доработана: 17 мая 2024, 29 июля 2024

English citation: Filippenko L V, Chekushkin A M, Fominskii M Yu, Ermakov A B, Kinev N V, Rudakov K I, Khudchenko A V, Baryshev A M, Koshelets V P, Nikitov S A “Superconducting terahertz receivers” Phys. Usp. 67 (11) (2024); DOI: 10.3367/UFNe.2024.07.039726

Список литературы (114) ↓ Похожие статьи (1)

  1. Tinkham M Introduction to Superconductivity (New York: McGraw-Hill, 1975); Пер. на русск. яз., Тинкхам М Введение в сверхпроводимость (Пер. с англ. под ред. К К Лихарева) (М.: Атомиздат, 1980)
  2. Barone A, Paternò G (Eds) Physics and Applications of the Josephson Effect (New York: Wiley, 1982); Пер. на русск. яз., Бароне А, Патерно Дж Эффект: Джозефсона: Физика и применения (М.: Наука, 1984)
  3. Likharev K K Dynamics of Josephson Junctions and Circuits 3rd ed. (New York: Gordon Breach Sci. Publ., 1996)
  4. Clarke J, Braginski A I (Eds) The SQUID Handbook Vol. 2 Applications of SQUIDs and SQUID Systems (Hoboken: Wiley, 2006)
  5. Weinstock H (Ed.) SQUID Sensors: Fundamentals, Fabrication, and Applications (NATO ASI Series. Ser. E) Vol. 329 (Dordrecht: Kluwer Acad. Publ., 1996)
  6. Faley M I et al Sensors 17 2798 (2017)
  7. Huber M et al Nucl. Instrum. Meth. Phys. Res. A 520 234 (2004)
  8. Козин М Г Изв. РАН. Сер. физическая 69 (1) 36 (2005)
  9. Semenov A D, Gol'tsman G N, Korneev A A Physica C 351 349 (2001)
  10. Gol'tsman G N et al Appl. Phys. Lett. 79 705 (2001)
  11. Pernice W H P et al Nat. Commun. 3 1325 (2012)
  12. Macklin C et al Science 350 307 (2015)
  13. White T C et al Appl. Phys. Lett. 106 242601 (2015)
  14. Aumentado J IEEE Microw. Mag. 21 (8) 45 (2020)
  15. Likharev K K, Mukhanov O A, Semenov V K "Resistive single flux quantum logic for the Josephson-junction digital technology" SQUID'85. Superconducting Quantum Interference Devices and their Applications. Proc. of the Third Intern. Conf. on Superconducting Quantum Devices, Berlin, West, June 25-28, 1985 (Eds D Hahlbohm, H Lübbig) (Berlin: Walter de Gruyter, 1985) p. 1103
  16. Likharev K K, Semenov V K IEEE Trans. Appl. Supercond. 1 (1) 3 (1991)
  17. Koshelets V et al IEEE Trans. Magn. 23 755 (1987)
  18. Filippenko L V et al IEEE Trans. Magn. 27 2464 (1991)
  19. Rey-de-Castro R C et al IEEE Trans. Appl. Supercond. 11 1014 (2001)
  20. Кленов Н В и др ФНТ 43 991 (2017); Klenov N V et al Low Temp. Phys. 43 789 (2017)
  21. Tucker J R, Feldman M J Rev. Mod. Phys. 57 1055 (1985)
  22. Zmuidzinas J, Richards P L Proc. IEEE 92 1597 (2004)
  23. ALMA Observatory, https://www.almaobservatory.org/en/about-alma/
  24. Herschel Space Observatory, https://www.herschel.caltech.edu/
  25. Wolf E L et al (Eds) Josephson Junctions. History, Devices, and Applications (New York: Jenny Stanford Publ., 2017)
  26. Tucker J IEEE J. Quantum Electron. 15 1234 (1979)
  27. Richards P L et al Appl. Phys. Lett. 34 345 (1979)
  28. Kerr A R, Feldman M J, Pan S-K "Receive noise temperature, the quantum noise limit, and the role of the zero-point fluctuations" Proc. of the Eighth Intern. Symp. on Space Terahertz Technology, Cambridge, MA, USA, 25-27 March 1997 (Eds R Blundell, E Tong) (Cambridge, MA: Harvard Univ., 1997) p. 101
  29. De Graauw Th et al Astron. Astrophys. 518 L6 (2010)
  30. ИРЭ им. В.А. Котельникова РАН. Уникальная научная установка "Криоинтеграл" — "Технологический и измерительный комплекс для создания сверхпроводниковых наносистем на основе новых материалов", https://nanolith.ru/unu.html; http://ckp-rf.ru/usu/352529/
  31. Filippenko L V et al IEEE Trans. Appl. Supercond. 11 816 (2001)
  32. Dmitriev P N et al IEEE Trans. Appl. Supercond. 13 107 (2003)
  33. Rudakov K I et al Appl. Sci. 11 10087 (2021)
  34. Monaco R et al Phys. Rev. Lett. 96 180604 (2006)
  35. Костюрина Е А и др Радиотехника и электроника 62 1142 (2017); Kostyurina E A et al J. Commun. Technol. Electron. 62 1306 (2017)
  36. Butz S et al Opt. Express 21 22540 (2013)
  37. Jung P et al Nat. Commun. 5 3730 (2014)
  38. Rowell J M, Gurvitch M, Geerk J Phys. Rev. B 24 2278 (1981)
  39. Gurvitch M, Washington M A, Huggins H A Appl. Phys. Lett. 42 472 (1983)
  40. Golubov A A et al Phys. Rev. B 51 1073 (1995)
  41. Dmitriev P N et al IEEE Trans. Appl. Supercond. 9 3970 (1999)
  42. Imamura T, Shiota T, Hasuo S IEEE Trans. Appl. Supercond. 2 1 (1992)
  43. Imamura T, Hasuo S IEEE Trans. Appl. Supercond. 2 84 (1992)
  44. Kleinsasser A W, Mallison W H, Miller R E IEEE Trans. Appl. Supercond. 5 2318 (1995)
  45. Kawamura J et al Appl. Phys. Lett. 76 2119 (2000)
  46. Torgashin M Yu et al IEEE Trans. Appl. Supercond. 17 379 (2007)
  47. Dmitriev P N, Filippenko L V, Koshelets V P "Applications in superconducting SIS mixers and oscillators: Toward integrated receivers" Josephson Junctions. History, Devices, and Applications (Eds E L Wolf et al) (New York: Jenny Stanford Publ., 2017) p. 185-244, Ch. 7
  48. Rai-Choudhury P (Ed.) Handbook of Microlithography, Micromachining, and Microfabrication Vol. 1 Microlithography (Bellingham, WA: SPIE, 1997)
  49. Nanoengineering EBL Tool: eLINE Plus|RAITH Group (2021), https://www.raith.com/product/eline-plus/
  50. Greve M M, Holst B J. Vac. Sci. Technol. B 31 043202 (2013)
  51. Fominsky M Yu et al Electronics 10 2944 (2021)
  52. Jackson B D et al J. Appl. Phys. 97 113904 (2005)
  53. Karpov A et al IEEE Trans. Appl. Supercond. 17 343 (2007)
  54. Uzawa Y et al IEEE Trans. Appl. Supercond. 25 2401005 (2015)
  55. Khudchenko A et al IEEE Trans. Terahertz Sci. Technol. 6 127 (2016)
  56. Event Horizon Telescope. Press Release (April 10, 2019): Astronomers Capture First Image of a Black Hole, https://eventhorizontelescope.org/press-release-april-10-2019-astronomers-capture-first-image-black-hole
  57. Akiyama K et al Astron. Astrophys. 681 A79 (2024)
  58. The Event Horizon Telescope, https:///eventhorizontelescope.org/
  59. LLAMA — Large Latin American Millimeter/submillimeter Array, https://www.llamaobservatory.org/
  60. Radboud University. Africa Millimetre Telescope — AMT, https://www.ru.nl/en/research/research-projects/africa-millimetre-telescope
  61. Millimetron. Millimetron Space Observatory. accessed on March 01, 2024, https://millimetron.ru/index.php/en/
  62. Новиков И Д и др УФН 191 404 (2021); Novikov I D et al Phys. Usp. 64 386 (2021)
  63. Baryshev A M et al Astron. Astrophys. 577 A129 (2015)
  64. Rudakov K "Development of advanced superconductor—insulator—superconductor mixers for terahertz radio astronomy" Ph.D. Thesis (Groningen, The Netherlands: Univ. of Groningen, 2021)
  65. Zmuidzinas J et al IEEE Trans. Microw. Theory Tech. 42 698 (1994)
  66. Belitsky V Yu, Jacobsson S W, Filippenko L V, Kollberg E L Microw. Opt. Technol. Lett. 10 74 (1995)
  67. Рудаков К И и др Изв. вузов. Радиофизика 62 613 (2019); Rudakov K I et al Radiophys. Quantum Electron. 62 547 (2019)
  68. Рудаков К И и др Изв. вузов. Радиофизика 59 793 (2017); Rudakov K I et al Radiophys. Quantum Electron. 59 711 (2017)
  69. Khudchenko A et al Proc. of the 28th Intern. Symp. on Space Terahertz Technology ISSTT-2017, Cologne, Germany, 13-15 March, 2017 p. 87-90
  70. Otárola A et al "Atmospheric transparency at Chajnantor: 1973-2003" ALMA Memos, ALMA Memo #512 (2005), accessed on 19 September 2021; https://library.nrao.edu/alma.shtml
  71. Koshelets V P et al IEEE Trans. Appl. Supercond. 13 1035 (2003)
  72. Koshelets V P et al "Integrated submm wave receiver: development and applications" Fundamentals of Superconducting Nanoelectronics (NanoScience and Technology, Ed. A Sidorenko) (Berlin: Springer, 2011) p. 263-296
  73. Koshelets V P et al "Flux flow oscillators for sub-mm wave integrated receivers" was presented at Applied Superconductivity Conf., ASC-98, Palm Desert Springs, CA, USA, 13-18 September 1998; Koshelets V P et al IEEE Trans. Appl. Supercond. 9 4133 (1999)
  74. Koshelets V P et al Rev. Sci. Instrum. 71 289 (2000)
  75. Khudchenko A V et al IEEE Trans. Appl. Supercond. 17 605 (2007)
  76. Kalashnikov K V, Khudchenko A V, Koshelets V P Appl. Phys. Lett. 103 102601 (2013)
  77. Koshelets V P, Shitov S V Supercond. Sci. Technol. 13 R53 (2000)
  78. de Lange G et al Supercond. Sci. Technol. 23 045016 (2010)
  79. Kiselev O et al IEEE Trans. Appl. Supercond. 21 612 (2011)
  80. Li M et al Phys. Rev. B 86 060505 (2012)
  81. Sun H et al Phys. Rev. Appl. 8 054005 (2017)
  82. Baksheeva K A et al IEEE Trans. Terahertz Sci. Technol. 11 381 (2021)
  83. Varmazis C et al Appl. Phys. Lett. 33 357 (1978)
  84. Joergensen E et al Phys. Rev. Lett. 49 1093 (1982)
  85. Cirillo M, Lloyd F L J. Appl. Phys. 61 2581 (1987)
  86. Nagatsuma T et al J. Appl. Phys. 54 3302 (1983)
  87. Nagatsuma T et al J. Appl. Phys. 56 3284 (1984)
  88. Nagatsuma T et al J. Appl. Phys. 58 441 (1985)
  89. Qin J, Enpuku K, Yoshida K J. Appl. Phys. 63 1130 (1988)
  90. Ustinov A V, Kohlstedt H, Henne P Phys. Rev. Lett. 77 3617 (1996)
  91. Werthamer N R Phys. Rev. 147 255 (1966)
  92. Hasselberg L-E, Levinsen M T, Samuelsen M R Phys. Rev. B 9 3757 (1974)
  93. Koshelets V P et al Phys. Rev. B 56 5572 (1997)
  94. Gulevich D R, Koshelets V P, Kusmartsev F V Phys. Rev. B 96 024515 (2017)
  95. Gulevich D R, Filippenko L V, Koshelets V P J. Low Temp. Phys. 194 312 (2019)
  96. Gulevich D R, Koshelets V P, Kusmartsev F V Phys. Rev. B 99 060501 (2019)
  97. Кинев Н В, Рудаков К И, Барышев А М, Кошелец В П ФТТ 60 2132 (2018); Kinev N V, Rudakov K I, Baryshev A M, Koshelets V P Phys. Solid State 60 2173 (2018)
  98. Kinev N V et al J. Appl. Phys. 125 151603 (2019)
  99. Кинев Н В и др Радиотехника и электроника 64 970 (2019); Kinev N V et al J. Commun. Technol. Electron. 64 1081 (2019)
  100. Кинев Н В и др ФТТ 62 1379 (2020); Kinev N V et al Phys. Solid State 62 1543 (2020)
  101. Kinev N V et al IEEE Trans. Terahertz Sci. Technol. 9 557 (2019)
  102. Kinev N V et al Sensors 20 7276 (2020)
  103. Koshelets V P et al Appl. Phys. Lett. 68 1273 (1996)
  104. Koshelets V P et al IEEE Trans. Appl. Supercond. 15 960 (2005)
  105. Кошелец В П и др Изв. вузов. Радиофизика 48 947 (2005); Koshelets V P et al Radiophys. Quantum Electron. 48 844 (2005)
  106. Кошелец В П и др Изв. вузов. Радиофизика 50 935 (2007); Koshelets V P et al Radiophys. Quantum Electron. 50 847 (2007)
  107. Koshelets V P et al Proc. SPIE 7854 78540J (2010)
  108. Дмитриев П Н и др Успехи современной радиоэлектроники (5) 75 (2010); https://www.elibrary.ru/ltixzt
  109. Koshelets V P et al Supercond. Sci. Technol. 14 1040 (2001)
  110. Koshelets V P et al IEEE Trans. Appl. Supercond. 15 964 (2005)
  111. de Lange A et al Atmos. Meas. Tech. 5 487 (2012)
  112. Koshelets V P et al IEEE Trans. Terahertz Sci. Technol. 5 687 (2015)
  113. Ermakov A B et al IEEE Trans. Appl. Supercond. 11 840 (2001)
  114. Кинев Н В и др Изв. вузов. Радиофизика 56 647 (2013); Kinev N V et al Radiophys. Quantum Electron. 56 582 (2014)
© Успехи физических наук, 1918–2024
Электронная почта: ufn@ufn.ru Телефоны и адреса редакции О журнале Пользовательское соглашение