"ЖУРНАЛ РАДИОЭЛЕКТРОНИКИ" ISSN 1684-1719, N 3, 2017

оглавление              текст:   pdf   

Болометр на основе структуры сверхпроводник-изолятор-нормальный  металл с подвешенным мостиком из нормального металла

 

Р. А. Юсупов1,2,  М. Ю. Фоминский1, В. С. Эдельман3, М. А. Тарасов1,3,4, А. А. Юргенс4

1 Институт радиотехники и электроники им. В.А. Котельникова РАН, 125009, Москва, ул. Моховая, 11-7

2 Московский физико-технический институт (государственный университет), 141701, Московская область, г. Долгопрудный, Институтский пер., 9

3 Институт физических проблем им. П.Л.Капицы РАН, 117334, Россия, Москва, ул. Косыгина, д. 2,

4 Чалмерский технологический университет, 41296, Гётеборг, Швеция

 

Аннотация: Исследован новый тип болометров на основе структуры сверхпроводник-изолятор-нормальный металл – изолятор- сверхпроводник (СИНИС структура), в которой мостик из нормального металла подвешивается между двумя сверхпроводниковыми электродами.  Отсутствие непосредственного контакта нормального металла (абсорбера) и подложки позволяет снизить утечки тепла в подложку.  Исследованы болометры, интегрированные в двойную щелевую антенну и в логопериодическую антенну, в терагерцовом диапазоне частот. В качестве сверхпроводника использовался алюминий, в качестве нормального металла исследованы различные варианты, такие как палладий, гафний, медь.  Образцы измерены в криостате растворения в диапазоне температур 75-480 мК.  Электрический отклик составил более 10В/Вт при нагреве структуры постоянным током через дополнительную пару контактов в специальной структуре.  Оптический отклик, измеренный на частоте 350 ГГц при температуре 100 мК, составил более 2*108 В/Вт.  Токовый отклик при той же мощности излучения составил 1,1*10А/Вт, квантовая эффективность достигает 15 электронов на квант.

Ключевые слова: СИН переход, болометр, изготовление подвешенных структур, оптический отклик, черное тело.

Abstract. New type of bolometer with a suspended normal-metal thin film bridges between superconducting aluminum electrodes with tunnel barriers forming a SINIS structure was studied.  The lack of direct contact of a normal metal (absorber) and the substrate reduce heat loss to the substrate.  Studied bolometers were integrated in dual slot and log-periodic antenna in the terahertz frequency range.  The aluminum was used as the superconductor, various options, such as palladium, hafnium and copper studied as a normal metal. Samples were measured in a cryostat at temperatures 75-480 mK. Electric response was more than 109 B/W by heated direct current through an additional pair of contacts in a special structure.  Optical response was measured at a frequency of 350 GHz at a temperature of 100 mK, it was more than 2*108 V/W.  The current response at the same power of radiation was 1.1*104 A/W, the quantum efficiency was up to 15 electrons at the quantum.

Keywords: NIS junction, bolometer, manufacturing suspended structures, optical response, black body.

 

Ссылка на статью:

Р.А.Юсупов,  М.Ю.Фоминский, В.С.Эдельман, М.А.Тарасов, А.А.Юргенс. Болометр на основе структуры сверхпроводник-изолятор-нормальный  металл с подвешенным мостиком из нормального металла. Журнал радиоэлектроники [электронный журнал]. 2017. №3. Режим доступа: http://jre.cplire.ru/jre/mar17/1/text.pdf