Вышедшие номера
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.
  1. 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
  2. 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
  3. 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
  4. V.P. Koshelets, S.V. Shitov. Supercond. Sci. Technol., 13 (5), R53 (2000). DOI: 10.1088/0953-2048/13/5/201
  5. 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
  6. 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
  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
  8. L. Bisigello, S.J.C. Yates, L. Ferrari, J.J.A. Baselmans, A. Baryshev. SPIE, 9914, 913 (2016). DOI: 10.1117/12.2238643
  9. 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
  10. M. De Lucia, P. Dal Bo, E. Di Giorgi, T. Lari, C. Puglia, F. Paolucci. Instruments, 8 (4), 47 (2024). DOI: 10.3390/instruments8040047
  11. А.С. Загородний. Измерители мощности сигналов СВЧ и КВЧ диапазонов на основе диодных детекторов (Автореф. канд. дисс., ТУСУР, Томск, 2014)
  12. 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)
  13. 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
  14. 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
  15. А.И. Курносов, В.В. Юдин. Технология производства полупроводниковых приборов и интегральных микросхем (Высшая школа, М., 1986)
  16. Cadence AWR Microwave Office https://www.awr.com/awr-software/products/awr-design-environment
  17. 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