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
Статья поступила в редакцию 20 февраля
2017 г., после доработки – 7 марта 2017 г.
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 109 В/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*104 А/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