Криогенный болометр с подвешенным абсорбером
М. А. Тарасов1,2,4,
В.С. Эдельман2, М. Ю. Фоминский1, Р. А. Юсупов1,3,
А. Юргенс4
1 ИРЭ им. В.А.Котельникова РАН,
Москва
2 ИФП РАН, Москва
3 Московский физико-технический
институт (ГУ)
4
Chalmers
University of Technology, Göteborg, Sweden
Статья поступила в
редакцию 18 января 2015 г.
Аннотация. Разработана простая и надежная технология
для изготовления подвешенного тонкоплёночного мостика из нормального металла
между двумя сверхпроводниковыми алюминиевыми электродами. С помощью
подвешенного моста достигается уменьшение теплопровода в подложку. Такие
болометры на основе структуры сверхпроводник- изолятор- нормальный металл-
сверхпроводник – изолятор(СИНИС), интегрированные в планарные антенны,
предназначены для работы в ТГц диапазоне излучения, изготовлены образцы с
различными поглощающими материалами и измерены их вольт-амперные характеристики
при низких температурах (до 100мК). Образцы с медными поглотителями
демонстрируют высокое «подщелевое» сопротивление, что делает их способными
конкурировать с обычными детекторами. Потенциально, в таких болометрах
оптическая чувствительность может быть увеличена до 109 В/Вт, что
было оценено по отклику по постоянному току в ранних прототипах.
Ключевые слова: СИН переход, болометр, изготовление
подвешенных структур.
Abstract. A robust and simple
technology for making suspended normal-metal (N) thin film bridges between
superconducting (S) aluminum electrodes with tunnel barriers (I) was
developed. The bridges represent effective bolometer absorbers with reduced
heat losses to substrates. Such SINIS bolometers integrated with planar
antennas are intended for operation in the THz-range of radiation. Samples
with different absorber materials were fabricated and current-voltage
characteristics were measured at mK temperatures. Samples with Cu absorber
demonstrate a high sub-gap resistance that makes them competitive to
conventional detectors. Potentially, such bolometers can improve the optical
responsivity by an order of magnitude, up to 109 V/W, as estimated
from the equivalent dc power response in earlier prototypes.
Keywords: SIN junction, bolometer, manufacturing suspended structures.