Разработка и исследование сверхпроводниковых терагерцовых смесителей на электронном разогреве тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 01.04.03, кандидат физико-математических наук Чередниченко, Сергей Иванович

• Чередниченко, Сергей Иванович
• кандидат физико-математических наук
• 1999

Оглавление диссертации кандидат физико-математических наук Чередниченко, Сергей Иванович

Оглавление

ОГЛАВЛЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ И ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ

§1-1. Болометрические приемники прямого детектирования

§1-2. Гетеродинные приемники на основе СИС и ДБШ смесителей

§1-3. Эффект электронного разогрева в сверхпроводниках

§1-4. Смеситель на горячих электронах с фононным каналом

охлаждения

§1-5. Смеситель на горячих электронах с диффузионным каналом

охлаждения

§1-6. ВТСП смесители на горячих электронах

§1-7.Обзор методов напыления тонких пленок Т^!^

Выводы и постановка задачи

ГЛАВА2. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ УСТАНОВКИ И МЕТОДИКА

ЭКСПЕРИМЕНТА

§2-1. Установка для измерения полосы ПЧ NbN смесителей на

частоте 140 ГГц и методика эксперимента

§2-2. Оптическая схема установки и методика измерения УВСО

болометра

§2-3. Схема и методика измерения шумовой температуры ТЧЬЫ НЕВ

смесителей

ГЛАВАЗ. ИЗГОТОВЛЕНИЕ ИВЫ СМЕСИТЕЛЕЙ НА ЭЛЕКТРОННОМ РАЗОГРЕВЕ И РЕЗУЛЬТАТЫ ИЗМЕРЕНИЯ ИХ

ШУМОВОЙ ТЕМПЕРАТУРЫ

§3-1. Напыление пленок №>М методом магнетронного распыления в

режиме стабилизации тока

§3-2 Морфология поверхности и кристаллическая структура пленок ИЬИ

§3-3. Изготовление NbN смесителей методами фото- и электронной

литографий

§3-4. Результаты тестирования NbN HEB смесителей

§3-5. Выводы

ГЛАВА4. ИЗМЕРЕНИЯ ПОЛОСЫ ПЧ NBN СМЕСИТЕЛЯ НА

ЧАСТОТЕ 140 ГГЦ

§4-1. Полоса преобразования смесителя при температуре, близкой к

Тс и малой мощности гетеродина

§4-2. Полоса преобразования смесителя при температуре 4.2 К и

оптимальной мощности гетеродина

§4-3. Перспективы расширения полосы ПЧ NbN смесителей

§4-4. Выводы

ГЛАВА 5. ИССЛЕДОВАНИЯ YBCO СМЕСИТЕЛЕЙ НА

ЭЛЕКТРОННОМ РАЗОГРЕВЕ

§5-1. Изготовление YBCO смесителей на электронном разогреве

геометрических размеров

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

СПИСОК ПУБЛИКАЦИЙ АВТОРА

ЛИТЕРАТУРА

Список основных сокращений и обозначений.

АЧХ -амплитудно-частотная характеристика.

ВАХ -вольт-амперная характеристика.

ВТСП высокотемпературный сверхпроводник.

ВЧ -высокая частота.

ДБШ -диод с барьером Шоттки.

ИК инфракрасный диапазон волн.

ММ -миллиметровый диапазон волн.

НЕВ -болометр на горячих электронах в сверхпроводниковых плёнках в рсзистивпом состоянии (англ. Hot Electron Bolometer).

ПЧ -промежуточная частота.

СИС -туннельный переход сверхпроводпик-изолятор-

сверхпроводник.

СубММ -субмиллимстровый диапазон волн

у -частота излучения.

0 -электронная температура,

р -удельное сопротивление.

соо -промежуточная часто та, частота модуляции излучения.

ДВ -полоса преобразования смесителя (полоса промежуточных частот).

т -постоянная времени болометра,

т© -время релаксации электронной температуры.

Теш -время диффузии электронов.

Тс-с -время электрон-электронного взаимодействия.

Tc-ph -время электрон-фонониого взаимодействия.

Tese -время выхода фононов в подложку.

Тш -постоянная времени смесителя.

Xph.s -время рассеяния фононов в подложке.

Tph-c -время фонон-электронного взаимодействия.

tr -постоянная времени обратного потока фононов из подложки

Щ

в плёнку.

ocf-s -коэффициент прохождения фононов из плёнки в подложку.

(Xs-f -коэффициент прохождения фононов из подложки в плёнку.

2Л -энергетическая щель сверхпроводника.

Со -параметр саморазогрева.

сс -удельная теплоёмкость электронов.

сР1) -удельная теплоёмкость фононов.

d толщина пленки.

De коэффициент диффузии электронов.

Dpi, -коэффициент диффузии фононов.

с заряд электрона.

G -коэффициент преобразования смеси геля,

h

11( 2 в торое критическое иоле сверхпроводника,

lo, Uo -ток и напряжение смещения смесителя,

je -плотность критического тока.

К постоянная Больцмапа.

Кс -электронная теплопроводность.

KPh -фоногшая теплопроводность.

L -длина болометра.

Id -длина диффузии электронов.

Ipi.,s -средняя длина свободного пробега фононов в подложке.

Pif -мощность промежуточной частоты, выделяющаяся в нагрузке.

Plo -мощность излучения гетеродина.

R, Ro сопро тивление смеси теля по постоянному току.

Rl -сопротивление нагрузки смесителя.

6 I. -вольт-ваттная чувствительность.

Т -температура плёнки в равновесном состоянии.

Ть -температура подложки.

Тс -критическая температура сверхпроводника.

TN -шумовая температура приёмника.

Трь -фоионная температура.

и -скорость звука.

V -объём болометра.

УВСО -высокотемпературное сверхпроводниковое соединение

Yi3a2Cu3O7.fi.

ъ -импеданс смесителя.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Разработка и исследование сверхпроводниковых терагерцовых смесителей на электронном разогреве»

Введение

За 70 лет существования радиоастрономии наука пополнилась важными сведениями о строении и развитии космических объектов и межзвездного пространства. Однако лишь сравнительно недавно оказались доступными для наблюдений миллиметровый (ММ) и субмиллиметровый (субММ) диапазоны волн (А = 1-^0.1 мм). Именно на эти диапазоны приходятся вращательные переходы молекул СО и НгО, несущих информацию о молекулярных и пылевых облаках галактики, являющихся ареной формирования звезд [1]. Помимо радиоастрономии, ММ и субММ наблюдения представляют интерес для дистанционного зондирования земной атмосферы, который все больше возрастает в связи с экологическими проблемами, загрязнением атмосферы промышленными выбросами, разрушением озонового слоя атмосферы Земли. СубММ спектроскопия находит также применение и в чисто лабораторных исследованиях, например для диагностики плазмы.

Состоявшийся прорыв в ММ и субММ диапазоны оказался возможным лишь с разработкой чувствительных приемников данных диапазонов.

Разнообразие как радиоастрономических, так и лабораторных задач обусловливает спектр используемых приемников.

Для широкополосных наблюдений излучения непрерывного спектра чувствительность приемника увеличивается с уменьшением его внутренних шумов и увеличением частотной полосы приема (входной полосы приемника) [3]. В этом случае используются болометрические приемники прямого детектирования, широкополосные по своей природе. Частотная полоса таких приемников определяется входными оптическими фильтрами и обычно составляет 50-100 ГГц [2]. Разрешающая способность болометрических приемников очень низкая.

Однако в комбинации с Фурье-спектрометром они находя т применение в спектроскопии низкого и среднего разрешения (Х,/ДЛ.<104) [3].

В спектроскопии высокого разрешения (АУДА,>106) применяются гетеродинные приемники, центральным элементом которых является малошумящий смеситель. Здесь значительный прогресс был достигнут с разработкой малошумящих смесителей, использующих туннельный переход сверхпроводник-изолятор-сверхпроводник (СИС) [4,5]. Шумовая температура СИС приемников составляет несколько квантовых пределов, но резко увеличивается на частотах выше характеристической частоты щели используемого сверхпроводника (700 ГГц для N1)).

На терагерцовых частотах до недавнего времени использовались гетеродинные приёмники лишь со смесителями на диодах с барьером Шоттки (ДБШ). ДБШ работают в широкой области температур, включая комнатную, чем снискали популярность в бортовых гетеродинных приемниках даже на частотах ниже 1 ТГц, где ДБШ смесители заметно уступают в чувствительности СИС смесителям. Все ■же, добиваясь нужного соотношения сигнал/шум, из-за больших шумов ДБШ приходится увеличивать постоянную времени наблюдения, что не всегда приемлемо. Кроме того, большая мощность гетеродина, требующаяся для накачки ДБШ смесителей (порядка нескольких милливатт), является труднодостижимой в коротковолновой части субММ диапазона из-за отсутствия мощных перестраиваемых твердотельных источников излучения.

Таким образом, актуальность представляемого диссертационного исследования определяется необходимостью разработки в терагерцовом диапазоне частот новых чувствительных гетеродинных приёмников с малой оптимальной мощностью гетеродина.

Неселективность болометрических приемников в области от ММ воли до ИК диапазона пс осталась незамеченной и с точки зрения их использования в гетеродинных приёмниках. Преобразование частоты осуществляется за счёт инерционной нелинейности болометра. Однако использование классических болометров в качестве смесителей ограничивается их большой инерционностью, а значит - узкой полосой промежуточных частот (ПЧ), ЛВ=1/2л;х, где х- постоянная времени болометра. Исследование эффекта электронного разогрева в тонких сверхпроводниковых плёнках привело к созданию нового класса приборов - сверхпроводниковых болометров на горячих электронах, обозначаемых в международной научной литературе как ПЕВ (hot electron bolometers). Впервые использование сверхпроводящего НЕВ в качестве смесителя было предложено в работах [78]. Хорошая чувствительность НЕВ обусловлена высокой квантовой эффективностью образования квазичастиц (нормальных электронов) в сверхпроводниковой плёнке, находящейся в резистивном состоянии, под воздействием электромагнитного излучения. Если время электрон-фонопного взаимодействия больше времени электрон-электронного взаимодействия, те-е, то энергетическое распределение квазичастиц (будем в дальнейшем говорить об электронах, в отличие от куперовских пар) соответствует распределению Ферми с эффективной электронной температурой ©, вообще говоря, о тличной от сё равновесного значения. Время релаксации электронной температуры, х©, определяет инерционность болометра на горячих электронах, а значит, и полосу ПЧ НЕВ смесителя, х© зависит как от материала сверхпроводника, так и от его геометрии.

В «грязных» неупорядоченных плёнках с малым временем электрон-фононного взаимодействия, хе-Рь, релаксация энергии «горячих» электронов происходит за счёт их неупругого рассеяния па

фопопах (фоиоппый механизм охлаждения). Фононы играют роль термостата и тем более эффективно, чем больше фононная удельная теплоёмкость по сравнению с электронной удельной теплоёмкостью, (ср/се), и чем быстрее «горячие» фононы уходят из плёнки в подложку (lese). При Cp/Ce^-сО ИЛИ Tesc^O (а фаКТИЧеСКИ достаточно, чтобы Tesc<<Te-ph хср/сс) ты—>ic-pii, что и определяет предельное быстродействие болометра на горячих электронах. Как показано в [84], полоса ПЧ Nb HEB смесителя составляет ДВ=150 МГц, что действительно соответствует времени Те-Рь(Тс)=0.8 не, характерному для ниобия. Данное значение AB явно недостаточно для практического применения HEB смесителей. Дальнейший прогресс был достигнут с применением нитрида ниобия материала с более коротким временем элсктроп-фоноппого взаимодействия те-Рь=12 пс при температуре 10 К, что соответствует полосе ПЧ 13 ГГц.

С использованием чистых сверхпроводников с большим

коэффициентом диффузии электронов, De, возможно изготовление смеси телей с длиной L<<U=n Jt^JT, , где ld- длина диффузии электронов

за время ie-Ph. «Горячие» электроны успевают в этом случае диффундировать в нормально-металлические контакты до рассеяния на фононах. Контакты служат тепловым резервуаром, а полоса ПЧ оказывается обратно пропорциональной L2. Для ниобия при L=(). 1 мкм полоса ПЧ составляет -10 ГГц [6]. Использование материалов с большим коэффициентом диффузии электронов (AI, NbC) может позволить увеличить полосу ПЧ. Однако малое удельное сопротивление, р, присущее чистым сверхпроводникам, приводит к рассогласованию смесителя с антенной. Дополнительные трудности возникают и в процессе изготовления диффузионных смесителей, поскольку механизм охлаждения предъявляет особые требования к контакту сверхпроводник-металл, а материалы типа Nb или AI склонны

к быстрому окислению. Определённые сложности возникают и с оптимальной мощностью гетеродина, Рьо, которая обратно пропорциональна импедансу, Ъ, НЕВ смесителя диффузионного тина. Увеличение Рьо снова приводит к рассогласованию смесителя с антенной. В этом плане больше свободы у НЕВ смесителей фонтанного типа, поскольку полоса ПЧ зависит лишь от толщины плёнки и сё температуры, а размеры смесителя в плане можно изменять в зависимости от требуемого значения импеданса, мощности гетеродина, динамического диапазона.

Теоретически, шумовая температура НЕВ смесителя в тсратерцовом диапазоне большей частью определяется квантовыми шумами, 50 К/ТГц, что остаётся справедливым вплоть до оптического диапазона частот. Однако па момент начала данного диссертационного исследования технология 1ЧЬЫ НЕВ смесителей позволяла достичь лишь 3000 К на частоте 360 ГГц, а полоса ПЧ не превышала 1 ГГц. Оптимальная мощность гетеродина составляла порядка 1 мкВт. Для этого использовались плёнки ]МЪМ толщиной порядка 10-20 им. Не был выяснен вопрос о сохранении качеств NbN НЕВ смесителя при уменьшении его размеров до субмикронных, что напрямую связано с морфологией и текстурой плёнки ГМЬМ.

Существенное расширение полосы ПЧ НЕВ смесителей с фононным механизмом охлаждения достигается с использованием плёнок высокотемпературного сверхпроводника (ВТСП) УВагСизОт-б (УВСО). В отличие от низкотемпературных плёнок, в плёнке УВСО, благодаря большому значению ср/се, скорость охлаждения фононов не влияет на ширину полосы ПЧ, но нагрев фононов существенно увеличивает потери преобразования смесителя. Теоретический предел Ти для УВСО НЕВ смесителя составляет -2000 К, что выше аналогичного значения для смесителя, но ниже, чем для ДБШ

смесителей. Полоса ПЧ может достигать значения 140 ГГц, что особенно важно в терагерцовой области, где линии излучения лазеров, использующихся в качестве гетеродинов, находятся на большом частотном расстоянии друг от друга. Ряд работ, выполненных по исследованию YBCO HEB смесителей [68,69], уже продемонстрировали значение AB, равное 18 ГГц, ограниченное лишь полосой усилителей и регистрирующей аппаратуры. Геометрические размеры смесителя составляли 10x10 мкм, в результате чего оптимальная мощность гетеродина превышала 50 мВт, а потери преобразования составляли более 50 дБ.

Целью данной диссертационной работы является разработка технологии изго товления квазиоптических и волноводных NbN и YBCO HEB смесителей с использованием средств фото- и электронной литографии, экспериментальное исследование их характеристик, сравнение полученных результатов с выводами теории.

Предметом работы является:

-разработка технологии напыления ультратонких пленок NbN с высокой критической температурой и плотностью критического тока; исследование структуры плёнок;

-разработка технологии изготовления HEB смесителей с использованием средств фото- и элек тронной ли тографии;

-экспериментальное исследование спектра промежуточных частот NbN HEB смесителя в зависимости от параметров пленки, в квазиравновесном состоянии и при больших мощностях падающего излучения и тока смещения; исследование шумовой температуры, оптимальной мощности гетеродина и динамического диапазона смесителя;

-выяснение условий достижения широкой полосы ПЧ NbN НЕВ смесителя, а также определение дополнительных факторов, влияющих на полосу преобразования;

-разработка технологии изготовления УВСО наноболометра на горячих электронах и исследование его частотных характеристик при уменьшении его размеров до субмикронпых.

Для напыления плёнок ЬТБИ в работе использовался метод реактивного магнетропного распыления па постоянном токе. Толщина плёнок составляла от 2 до 20 нм. Морфология плёнок и их структура исследовалась сканирующим микроскопом атомных сил и методами рентгенометрии. В процессе изготовления смесителей были задействованы установки вакуумного термического испарения, электроннолучевого испарения, газового ионного травления на постоянном токе и в ВЧ разряде, установки фото- и электронной литографии. Полоса ПЧ ЫЬЫ смесителей исследовалась в области частот 140 ГГц и 660 ГГц при температуре 4.2 К и оптимальном значении мощности гетеродина и тока смещения, а также при температуре, близкой к Тс. Плёнки УВСО изготавливались методом лазерной абляции в атмосфере кислорода. Измерения спектра ПЧ УВСО болометров проводились в ближнем И К диапазоне.

В результате были получены следующие новые_научные

результаты:

-впервые получены сверхпроводящие ультратонкие пленки ТЧЬИ •толщиной 2.5-3.5 нм на монокристаллических подложках сапфира, кремния и кварца. Критическая температура сверхпроводящего перехода составляла Тс=8.5-11 К (в зависимости от толщины плёнки и типа подложки); плотность критическог о тока при Т=4.2 К составляла 1ч-7-10б А/см2; было показано, что полученные плёнки имеют аморфную структуру;

-разработаны различные технологические маршруты изготовления NbN и YBCO HEB смесителей в квазиоптическом и волноводном исполнении с минимальным размером ЮОнм. Данные смесители показали следующие значения: шумовой температуры- 410 К (460 ГГц), 760 К (800 ГГц), 4900 К (2.5 ТГц); оптимальной мощности гетеродина 0.5-0.1 мкВт в зависимости от объёма смесителя;

-впервые экспериментально исследована зависимость полосы ПЧ NbN HEB смесителей от параметров пленки, ее толщины и температуры; экспериментально уточнено время выхода неравновесных фононов из пленки в подложку (iesc=13-d пс/нм); достигнута полоса ПЧ 3.5-7-4 ГГц, наибольшая для HEB смесителей с фононным каналом охлаждения;

-изготовлен YBCO ианоболометр (200x500 нм) на горячих электронах;

-экспериментально исследовано изменение спектра промежуточных частот YBCO HEB смесителя на подложке ЕаАЮз при изменении размера болометра в плане. Экспериментально показана возможность уменьшения внутренних потерь YBCO HEB смесителя на 10-И 5 дБ.

Практическая значимость работы подтверждена использованием полученных данных и разработанных технологий в изготовлении гетеродинных приёмников терагерцового диапазона частот. NbN HEB смесители, изготовленные в рамках данной диссертационной работы, использовались для наблюдения спектральных линий IRC+102116 СО (J=7—>6) на частоте 805 ГГц, СО (J=6-»5) на частоте 690 ГГц и линии тонкой структуры нейтрального углерода, проведенные на 10 метровом субмиллиметровом телескопе в обсерватории на г.Грахам (Mt.Graham) в штате Аризона, США [17*].

Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения, списка публикаций автора и литературы. Объем работы составляет 154 страницы, включая 41 рисунок и 5 таблиц. Библиография включает 119 наименований.

Во введении обосновывается актуальность, раскрывается научная новизна и цель выбранной темы, практическая ценность полученных результатов, дается краткий обзор содержания работы.

Заключение диссертации по теме «Радиофизика», Чередниченко, Сергей Иванович

Итак, основные результаты диссертации заключаются в следующем:

1. Проведено исследование реактивного магнетронного распыления ниобия в атмосфере аргона и азота на постоянном токе. В результате было получено, что устойчивое состояние, при котором осаждаемая пленка ГЯЬЫ имеет стсхиомстричсский состав, легко достигается в режиме стабилизации тока разряда. При этом, парциальное давление азота оказывается пропорциональным напряжению разряда. Данный метод позволил получить высококачественные сверхпроводящие плёнки. Т^ЬИ с критической температурой 13-14 К при толщине 10 нм, 12 К при толщине 5 нм, 10 К при толщине 3.5 нм и 8.5 К при толщине 2.5 им.

Исследования плёнки Т^ЬИ методами рентгеновской дифрактометрии и миекроскопа атомных сил показали, что плёнки имеют аморфную структуру. При толщине плёнки 3 нм плёнка соодержит некоторые неоднородности толщины, «проколы». Тем не менее, при такой толщине плёнки плотность критического тока как микро-, так и наноструктур, составляет 1-7x106 А/см2.

2. Были разработаны технологические маршруты изготовления смесителей на электронном разогреве с размерами болометра от нескольких микрон до 100 нм, интегрированные с планарными антеннами различных типов. При этом использовались средства как фото-, так и электронной литографии.

3. Используя разработанную технологию, были созданы 1ЧЬИ смесители для квазиоптических и волноводных супергетеродинных приёмников субмиллиметрового и терагерцового диапазонов волн. Шумовая температура приёмников составляла 410 К на частоте 460 ГГц, 760 К на частоте 800 ГГц, 4900 К на частоте 2.5 ТГц. Оптимальная мощность гетеродина составила от 500 нВт до 100 нВт, в зависимости от размера болометра, с возможностью дальнейшего уменьшения этой величины.

4. Максимальный динамический диапазон наблюдался для смесителей с площадью болометра порядка нескольких квадратных микрометров. При уменьшении размеров смесителя наблюдалась смена механизма его насыщения. Анализ вольт-амперных характеристик смесителей, а также зависимостей коэффициента преобразования от напряжения смещения показывает, что насыщение смесителей субмикронных размеров происходит на промежуточной частоте. При этом отклонение приёмника от линейного режима на 1 дБ происходило при падающей мощности сигнала на 30 дБ меньшей мощности гетеродина. В то же время, для смесителей микронных размеров насыщение вызывается токами несущей частоты. В этом случае отклонение приёмника от линейности на 1 дБ происходило при А падающей мощности сигнала на 6 дБ меньшей мощности гетеродина.,

5. Систематически исследована полоса преобразования ИЬИ смесителя при квазиравновесных (Т«ТС, малые мощности гетеродина и тока смещения) и неравновесных (Т=4.2 К, оптимальные значения мощности гетеродина и тока смещения). Было показано, что постоянная времени смесителя хт примерно пропорциональна толщине сверхпроводящей пленки (1 в диапазоне толщины 2-10 нм и достигает минимума при толщине пленки порядка 3-2.5 нм. Дальнейшее уменьшение толщины приводит к увеличению времени тт (а значит к сокращению полосы ПЧ), вызванному увеличением времени электрон-фононного взаимодействия из-за понижения критической температуры плёнки ТЧЫЧ. Как при малых, так и больших мощностях гетеродина и тока смещения, параметр саморазогрева не превышает величину 0.1 и не влияет на величину хт.

6. Продемонстрировано, что увеличение теплооттока от электронов в подложку, достигаемое в частности уменьшением толщины пленки 1ЧЫЧ, и увеличение плотности критического тока, за счет улучшения пространственной однородности пленки, приводит к увеличению оптимальной мощности гетеродина и увеличению температуры квазичастиц в оптимальной точке. Максимальное значение полосы ПЧ достигается в случае, когда 0=ТС.

7. Значение полосы ПЧ 4 ГГц достигается с использованием ультратонких пленок ИЬЫ толщиной -2.5-3 нм, с критической температурой 8.5-10 К и плотностью критического тока >10б А/см2.

8. Определено, что для ультратонких пленок ]ЧГЬЫ время выхода неравновесных фононов в сапфировую подложку равно те8с=13 пс-с!(нм).

9. Коэффициент диффузии электронов в сверхтонких плёнках ТЧЬЫ составляет 0.41 см2/с, что позволяет использовать диффузию электронов в контакты как механизм релаксации электронной температуры при уменьшении длины болометра менее 100 нм.

10. Разработана технология изготовления УВСО смесителей с минимальной длиной болометра 100 нм, интегрированных с планарной спиральной антенной и антенной типа «бабочка». Критическая температура смесителей находилась выше 77 К, что позволяет использовать их при температуре жидкого азота.

11. При уменьшении размеров болометра от 10x10 мкм2 до 0.5x0.2 мкм2 на подложке ЬаАЮз наблюдалось ускорение охлаждение фононов плёнки. Для минимального размера болометра исчезало влияние нагрева подложки на скорость теплоотвода из плёнки УВСО, что совпадает с теоретическими оценками. Это приводит й уменьшению внутренних потерь смесителя на 10-15 дБ.

Развитие технологии сверхпроводниковых НЕВ смесителей продолжается. Развивается как направление с фононным охлаждением электронов, так и диффузионным. Дальнейшее совершенствование НЕВ смесителей продолжается как в направлении совершенствования сверхпроводящих плёнок, так и улучшения согласования смесителей с излучением, уменьшения потерь во входной оптике. В терагерцовый диапазон часто т наряду с квазиоитичсской техникой ак тивно проникает и волноводная техника. Это становится возможным благодаря развитию- современных средств обработки материалов, позволяющих получать волповодпые элемен ты с субмикроппым разрешением.

В заключении, автор хотел бы выразить признательность своим научным руководителям, профессору Гершензону Евгению Михайловичу и профессору Гольцману Григорию Наумовичу, за постоянное внимание и руководство в осуществлении данного диссертационного исследования, а также при написании диссертации. Хотелось бы выразить благодарность своим коллегам: П.А.Ягубову, С.И.Свечникову, Б.М.Воронову, К.С.Ильину, всему коллективу кафедры общей и экспериментальной физики, Проблемной радиофизической лаборатории МПГУ за помощь в проведении экспериментов, обсуждение полученных результатов, дружескую поддержку. Автор благодарен доктору Дагу Винклеру, Фредрику Роннунгу, своим коллегам факультета наноэлектроника Чалмерского технологического университета за помощь и содействие в работе.

Список публикаций автора

1*. J.Kawamura, R.Blundell, C.E.Tong, G.Gol'tsman, E.Gershenzon, B.Voronov and S.Cherednichcnko «Low noise NbN lattice-cooled superconducting hot-electron bolometric mixers at submillimeter wavelengths.» Applied Physics Letters, 70(12), pp. 1619-1621, 24 March, 1997.

2*. S. Svechnikov, G. Gol'lsman, B. Voronov, P. Yagoubov, S. Cherednichenko, E. Gershenzon, V. Belitsky, H. Ekstrom, E. Kollberg,

A.D. Semenov, Yu.P. Gousev, and K.F. Renk. "Spiral Antenna NbN Hot-Electron Bolometer Mixer at SubMM Frequencies." IEEE Transaction on Applied Superconductivity, v.7(2), pp.3395-3398, June 1997.

3'*. S.I. Svechnikov, O.V.Okuncv, P.A.Yagoubov, G.N.GoPtsman.

B.M.Voronov, S.I. Cher ednichenko. E.M.Gershenzon, E. Gerecht,

C.F.Musante, Z.Wang, and S.Yngvesson. «2.5 THz NbN Hot Electron Mixer With Integrated Tapered Slot Antenna.» IEEE Transaction on Applied Superconductivity, 7(2), pp.3548-3551, June 1997.

4*. J.Kawamura, C.-E.Tong, R.Blundell, D.C.Papa, T.R.Hunter, G.Gol'tsman, S. Cher ednichenko, B.Voronov, and E.Gershenzon, «An 800 GHz Phonon-cooled Hot-electron bolometer mixer receiver», IEEE Transaction on Applied Superconductivity, 9(2), pp.3753-3756, June 1999.

5*. G.W.Schwaab, G.Sirmain, J.Schubert, H.-W.Hueberts, G.Gol'tsman,

S. Cherednichcnko,.B.Voronov, E.Gershenzon, A.A.Verevkin,

Investigation of NbN Phonon-Cooled HEB Mixers at 2.5 THz», IEEE Transaction on Applied Superconductivity, 9(2), pp.4233-4236, June 1999.

6*. P.Yagoubov, G.Gol'tsman, B.Voronov, S.Svechnikov, S. Cherednichenko, E.Gershenzon, V.Belitsky, H.Ekstrom, E.Kollberg, A.D.Semenov, Yu.P.Gousev, and K.F.Renk. "Quasioptical Phonon-Cooled NbN Hot-Electron Bolometer Mixer at THz Frequencies." Proc. of Seventh International Symposium on Space Terahertz Technology, 1996.

7*. E.Gerecht, C.F.Musante, Z.Wang, K.S.Yngvesson, E.R.Mueller, J.Waldman, G.N.GoI'tsman, B.M.Voronov, S.I.Svechnikov, S. I. Cherednichenko, P.A.Yagoubov, and E.M.Gershenzon. "Optimization of Hot Electron Bolometer Mixing Efficiency in NbN at 119 Micrometer Wavelength." Proc. of Seventh International Symposium on Space Terahertz Technology, 1996.

8*. P.Yagoubov, G.Gol'tsman, B.Voronov, L.Seidman, V.Siomash, S .Cherednichenko, and.Gershenzon. "The Bandwidth of HEB Mixers Employing Ultrathin NbN Films on Sapphire Substrate." Proc. of Seventh International Symposium on Space Terahertz Technology, 1996.

9*. S.Cherednichenko, P.Yagoubov, K.H'in, G.Gol'tsman and E.Gershenzon «Large bandwidth of NbN phonon cooled hot electron bolometer mixers on sapphire substrates." Proc. of the 8th International Symposium on Space Terahertz Technology, p.245, Boston, MA,1997.

10*. J.Kawamura, R.Blundell, C.E.Tong, G.Gol'tsman, E.Gershenzon, B.Voronov and S.Cherednichenko «Phonon-cooled NbN HEB mixers for submillimeter wavelength», Proc. of the 8th International Symposium on Space Terahertz Technology, p.23, Boston, MA,1997.

11*. E.Gerecht, C.F. Musante, Z.Wang, K.S.Yngvesson, J.Waldman, G.N. Gol'tsman, P.A. Yagoubov ,S.I. Svechnikov, O.V.Okunev, B.M. Voronov, S.I. Cherednichenko, E.M. Gershenzon. " NbN Hot-Electron Bolometric Mixer for 2.5 Thz: Phonon-Cooled Version", Proc. of the 8th International Symposium on Space Terahertz Technology, p.258, Boston, MA, 1997.

12*. M.Lindgren, M.Currie, W.-Sli.Zeng, R.Sobolevski, S.Cherednichenko, B.Voronov, G.Gol'tsman «Pecosecond responce of superconducting hot-electron NbN photo detector», Proc. of 6th International Superconductive Electronics Conference (ISEC'97), Berlin, Germany, June 25-28, 1997.

13*. S. Chcrcdnichcnko, P.Yagoubov, K.Il'in, G'.Gol'tsman and E.Gershenzon «Large Bandwidth of NbN Phonon Cooled Hot Electron Bolometer Mixers." Proc. of 27th European Microwave Conference+Exhibition, Jerusalem, September 8-12, 1997.

14*. A.A.Verevkin, K.S.ll'in, S. Cherednichenko. I.I.Milostnaya, O.A.Radchenko, G.N.Gol'tsman, E.M.Gershenzon "Fast NbN Hot-Electron Photodetector for Fiber Optics", Proc. of X Trilateral German-Russian- Ukrainian Seminar on High Temperature Superconductivity, Nizhny Novgorod, Russia, September 11-15, 1997.

15*. G.Gortsman, S. Cherednichenko. P.Yagoubov, K.Il'in, and E.Gershenzon «Large Bandwidth of NbN Phonon Cooled Hot Electron Bolometer Mixers", Proc. of X Trilateral German- Russian- Ukrainian Seminar on High Temperature Superconductivity, Nizhny Novgorod, Russia, September 11-15, 1997.

16*. K.Il'in, S.Cherednichenko, G.Gol'tsman, R.Sobolevski, M.Currie,"A Comparative Study of Phonon-Cooled NbN Hot-Electron Bolometer Bandwidth in Submillimeter and Optical Range," Proc.of the 9th International Symposium on Space Terahertz Technology, Pasadena, USA, p.323, March 17-19, 1998. I

17*. J.Kawamura, R.Blundell, C.-E.Tong, D.C.Papa, T.R.Hunter, G.Gol'tsman, S.Cherednichenko. B.Voronov, and E.Gershenzon, «First light with an 800 GHz phonon-cooled HEB mixer receiver», Proc.of the 9th International Symposium on Space Terahertz Technology, Pasadena, USA, p.35, March 17-19, 1998.

18*. S.Cherednichenko, F.Rijnnung, G.Gol'tsman, E.Gershenzon and D.Winkler, «YBa2Cu307-8 HOT-ELECTRON BOLOMETER WITH SUBMICRON DIMENSIONS», Proc. of the 10th Int. Symp. on Space Terahertz Technology, March 16-18, 1999, Charlottesville, USA, p. 180189.

19*. G.W.Schwaab, H.-W.Hueberts, J.Schubert, P.Erichsen, G.Gol'tsman, A.Semenov, A.A.Verevkin, S.Cherednichenko, E.Gershenzon, «A High Resolution Spectrometer for the Investigation of Molecular Structures in the THz Range», Proc. of the 10th Int. Symp. on Space Terahertz Technology, March 16-18, 1999, Charlottesville, USA, p.530-538.

Заключение.

Список литературы диссертационного исследования кандидат физико-математических наук Чередниченко, Сергей Иванович, 1999 год

Литература.

1 T.G.Phillips, and J.Keene «Submillimeter Astronomy», review, Proc. of IEEE, v.80,n.ll.p.l662, 1992.

2 J.E.Carlstrom and J.Zmuidzinas, «Millimeter and Submillimeter Techniques», «Reviews of Radio Science 1993-1995», ed. W.R.Stone, Oxford, The Oxford University Press., 1996

3 R.BIundell and C.-Y.Tong, «Submillimeter receivers for radio Astronomy», Proc. of the IEEE, v.80, n.l 1, 1992

4 P.L. Richards et al, «Quasiparticle heterodyne mixing in SIS tunnel junctions», Appl.Phys.Lett, v.34, p.345, 1979

5 G.J.Dolan et al, «Low-noise 115 GHz mixing in superconducting oxide-barrier tunnel junctions», Appl.Phys.Lett, v.34, p.347, 1979

6 P.J. Burke, R.J. Scholelkopf, D.E. Prober, A. Skalare, B.S.Karasik, M.C.Gaidis, W.R. McGrath, B. Bumble, and H.G. LeDuc, J.Appl.Phys. 85 (3), p.1644,1999.

7 D.C.Alsop et al, «Design and Construction of High Sensetivity Infrared Bolometers for Operation at 300 mK», Appl.Opt., 31, p.6610, 1992

8 P.M.Downey et al, Appl.Opt.,233,910,1984.

9 J.-W. Zhou, K.Faooqui, P.T.Timbie, G.W.Wilson, Ch.A.Allen, S.H.moseley, and D.Brent Mott, «Monolithic silicon bolometers as sensetive MM-wave detectors», IEEE MTT-S Digest, TH3F-A3, p. 1347, 1995

10 J.M.Gildemeister et al, Appl.Phys.Lett, v.74, n.6, p.868, 1999

11 M.Nahum, P.L.Richards, and C.A.Mears, «Design analysis of a novel hot-electron microbolometer», IEEE Trans.Appl.Supercond., vol.3, n.l, p.2124, 1993

12 M.Nahum and J.M.Martinis, «Ultrasensetive-hot-electron microbolometer», Appl.Phys.Lett.,63(22), p.3075, 1993.

13 S.E.Schwarz and B.T.Ulrich, «Antenna-coupled infrared detectors», J.Appl.Phys., 48(5), p.1870, 1977

14 A.Tang and P.L.Richards, «Quantum effects in the hot electron microbolometer», IEEE Trans.Appl.Supercond., vol.5, n.2, p.2599, 1995

15 J.R.Tucker, «Quantum limited detection in tunnel junction mixers», IEEE J.Quantum Electron., v. 15, p. 1234, 1979

16 J.R.Tucker and M.J.Feldman, «Quantum detection at millimeter wavelength», Rev.Mod.Phys.,v.57, p.1055, 1985

17 A.Karpov et al, «Four Fotons Sensitivity Heterodyne Detection of Submillimeter Radiation with Superconducting Tunnel Junctions», IEEE Trans. Appl.Supercond., v.5, p.3304, 1995

18 M.J. Wengler, «Submillimeter-Wave Detection with Superconducting Tunnel Diodes», Proc. of the IEEE, v.80, n.l 1, 1992

19 S.-C.Shi et al, »Experimental results of SIS mixer with distributed junction arrays», Proc. 9lh Int. Symp. on Space Terahertz Technology, p.223, Pasadena, USA, March 1998

20 J.W.Kooi et al, »A low noise 230 GHz heterodyne receiver employing 0.25 mm area Nb/A10x/Nb tunnel junctions», IEEE Trans. Microwave Theory Tech., v.40,p.812, 1992

21 G.de Lange et al, »Development of a 170-210 GHz 3x3 micromashined SIS imaging array», Proc. 8th Int. Symp. oil Space Terahertz Technology, p.518, Harvard University, USA, March 1997

22 V.Yu.Belitsky et al, «Low-noise completely SIS receiver for radioastronomy at 115 GHz», Int.J.IR and MM Waves, 13, p.389, 1992

23 V.Yu.Belitsky, E.L.Kollberg, «Tuning circuit for NbN SIS mixer», Proc. 7th Int. Symp.

on Space Terahertz Technology, p.234, Charlottesville, Virginia, USA, March 1996

24 Ch.Tong et al, «Sub-mm distributed quasiparticle receiver employing a non-linear transmission line», Proc. 7th Int. Symp. on Space Terahertz Technology, p.47, Charlottesville, Virginia, USA, March 1996

25 M.J.Feldman and S.Rudner, «Mixing with SIS arrays», Reviews of IR and MM Waves, K.J.Button, Ed. N.York, Plenum, p.47, 1983

26 A.R.Kerr et al, »A timerless SIS mixer for 200-280 GHz with low output capacitance and inductance», p. 195, Proc. 9th Int. Symp. on Space Terahertz Technology, p.295, Pasadena, USA, March 1998

27 S.Padin et al, »An Integrated SIS Mixer and HEMT IF Amplifier», IEEE Trans. Microwave Theory Tech., v.MTT-44, n.6, pp.987-990, 1996

28 S.Shitov et al, »Recent progress on the superconducting imaging receiver at 500 GHz», Proc. 9th Int. Symp. on Space Terahertz Technology, p.263, Pasadena, USA, March 1998

29 D.Winkler and T.Claeson, «High-frequency limits of superconducting tunnel junction mixers», J.Appl.Phys.,v.62, p.4482, 1987

30 H.G.LeDuc et al, «Submicron-area NbN/MgO/NbN tunnel junctions for SIS mixer applications», IEEE Trans.Magn., 27, p.3192, 1991

31 Y.Uzawa et al, »All-NbN quasioptical SIS mixers at terahertz frequencies», Proc. 8th Int. Symp. on Space Terahertz Technology, p.301, Harvard University, USA, March 1997

32 J.W.Kooi et al, »Low-loss NbTiN films for THz SIS mixers tuning circuits», Proc. 8th Int. Symp. on Space Terahertz Technology, p.310, Harvard University, USA, March 1997

33 H.van de Stadt et al, «An improved ITHz waveguide mixer», Proc. 7th Int. Symp. on Space Terahertz Technology, p.536, Charlottesville, Virginia, USA, March 1996

34 J.R.Gao et al, «Fabrication of Nb-SIS mixers with UHV evaporated Al strip lines», Proc. 7th Int. Symp. on Space Terahertz Technology, p.538, Charlottesville, Virginia, USA, March 1996

35 M.Bin et al, «Design and characterization of a quasi-optical SIS receiver for the 1 THz band», Proc. 7th Int. Symp. on Space Terahertz Technology, p.549, Charlottesville, Virginia, USA, March 1996

36 G.Chin, «Opticaly pumped submillimeter laser heterodyne receivers: astrophysical observations and recent technival developments», Proc.IEEE, 80, p.1788, 1992

37 H.-P.Roser, «Heterodyne spectroscopy for submillimeter and far infrared wavelength from 100 mm to 500 mm», Infrared Physics, v.32, p.385, 1991

38 R.Nitsche et al, «Quasi-optical Schottky diode design», Proc. 7th Int. Symp. on Space Terahertz Technology, p.488, Charlottesville, Virginia, USA, March 1996

39 S.S.Gearhart and G.M.Rebeiz, "A Monilithic 250 GHz Schottky-Diode Receiver", IEEE Trane. MTT, v.42, n. 12,1992.

40 J.L.Hesler et al, Submm wavelenght waveguide mixers using planar Schottky barier diodes», Proc. 7th Int. Symp. on Space Terahertz Technology, p.462, Charlottesville, Virginia, USA, March 1996

41 C.M.Mann et al, «On the design and measurement of a 2.5 THz waveguide mixer», Proc. 9th Int. Symp. on Space Terahertz Technology, p. 161, Pasadena, USA, March 1998

42 T. Suzuki et al, «Quasi-integrated planar Schottky barier diodes for 2.5 THz receivers», Proc. 9th Int. Symp. on Space Terahertz Technology, p. 187, Pasadena, USA, March 1998

43 A.L.Betz and R.T.Borejko, «A practical Schottky mixer for 5 THz», Proc. 7th Int. Symp. on Space Terahertz Technology, p.503, Charlottesville, Virginia, USA, March 1996

44 B.N.Ellison et al, «First results for a 2.5 THz Schottky diode waveguide mixer», Proc. 7th Int. Symp. on Space Terahertz Technology, p.494,

Charlottesville, Virginia, USA, March 1996

>

45 J.P. DeLap et al. «A quasi-optical sunharmonically pumped double slot mixer», Proc. 7th Int. Symp. on Space Terahertz Technology, p.442, Charlottesville, Virginia, USA, March 1996

46 A.V.Velichko and N.T.Cherpak, «Response of high-temperature superconductors to electromagnetic radiatio (A Review)», Low Temp.Phys., v.24,n.5, p.297, 1998

47 L.R.Testardi, «Destruction of superconductivity by laser light», Phys.Rev.B, v.4(7),1971.

48 S.B.Kaplan, C.C.Chi, D.N.Langenberg, J.J.Chang, S.Jafarey, and D.J.Scapalino, «Quasiparticles and phonon lifetimes in superconductors», Phys.Rev.B, v,14(l 1),1976.

49 W.H.Parker, Phys.Rev. В 12, 3667, 1975.

50 B.L.Altshuler and A.G.Aronov, in Modern Problems in Conlenced matter Science, North-Holland Pub. Co. Amsterdam-NY, 1985.

51 Гершензон E.M. Гершензон M.E., Гольцман Г.Н., Семёнов А.Д., Сергеев А.В., «Разогрев квазичастиц в сверхпроводящей плёнке, находящейся в резистивном состоянии», Письма в ЖЭТФ, 1981, т.34, вып.5, с.281-285.

52 Гершензон Е.М. Гершензон М.Е., Гольцман Г.Н., Семёнов А.Д., Сергеев А.В., «Воздействие электромагнитного излучения на сверхпроводящую плёнку ниобия в резистивном состоянии», Тезисы докладов 22 Всесоюзной конференции по физике низких температур, НТ-22, Кишинёв, 1982, с.79-80.

53 N.Perrin and C.Vanneste, «Response of superconducting films to periodic optical irradiation», Phys. Rev. B28, 5150 (1983).

54 N.Perrin and C.Vanneste, «Dynamic behavior of a superconductor under time-dependent external excitation», J.Physique. 48, 1311 (1987).

55 A.V.Sergeev and M.Yu.Reizer, «Photoresponse mechanisms of thin superconducting films and superconducting detectors», Int. J. Of Modern Physics B, v.10, n.6, p.635, 1996.

56 K.S.Il'in, N.G.Ptitsina, A.V.Sergeev, G.N.Gol'tsman, E.M.Gershenzon, B.S.Karasik, E.V.Pechen, and S.I.Krasnoslobodtsev, «Interrelation of resistivity

and inelastic elcetron-phonon scattering rate in impure NbC films», Phys.Rcv.B. 57(24), p. 15623, 1998.

57 E.M.Gershenzon, M.E.Gershenzon, G.N.Gol'tsman, A.M.Lyul'kin,

A.D.Semenov and A.D.Semenov, «Electron-phonon interaction in ultrathin Nb films», Sov.J.JETP, v.70, pp.505-511,1990.

58 Yu.P.Gousev, G.N.Gol'tsman, A.D.Semenov, E.M.Gershenzon, R.S.Nebosis, M.A.Heusinger, and K.F.Renk, «Broadband ultrafast superconducting NbN detector for electromagnetic radiation», J.Appl.Phys., v.75, pp.3695-3697, 21994. Phys.

59 M.Lindgren, M.Currie, C.Williams, T.Y.Hsiang, P.M.Fauchet, R.Sobolewsky, S.H.Moffat, R.A.Hughes, J.S.Preston, F.A.Hegmann, «Intrinsic picosecond response times of Y-Ba-Cu-0 superconducting photoresponse», Appl.Phys.Lett. v.74, n.6, p.853, 1999.

60 M.E.Gershenzon, G.N.Gol'tsman, A.D.Semenov and A.D.Semenov, Solid State commun., 76,493, 1990.

61 A.Rothwarf and B.N.Taylor, Phys.Rev.Lett. 19, 27, 1967.

62. S.B.Kaplan, «Acoustic matching of superconducting films to substrates», J. Low.Temp.Phys., v.37, pp.343-365, 1979

63 A.V.Sergeev, A.D.Semenov, P.Kouminov,V.Trifonov, I.G.Gogidze,

B.S.Karasik, G.N.Gol'tsman, E.M.Gershenzon, «Transparency of a YBa2Cu307-5 film/sunstrate interface for thermal fonons measured by means of voltage response to radiation», Phys.Rev.B, v.49,n,13, p.9091,1994.

64 N.Bluzer, Phys.Rev. B, 46,1033,1992

65 M.Jonson, Phys.Rev.Lett.,67, 374,1991

66 A.D.Semenov, R.S.Nebosis, Yu.P.Gousev, M.A.Heusinger, and K.F.Renk, «Analysis of the nonequilibrium photoresponse of superconducting films to pulsed radiation by use of a two-temperature model», Phys.Rev.B, v.52(l)p.581,1995.

67 A.D.Semenov, G.N.Gol'tsman, I.G.Gogidze, A.V.Sergeev, E.M.Gershenzon, P.T.Lang, and K.F.Renk, «Subnanosecond photoresponse of a YBaCuO thin film to infrared and visible radiation by quasipartiele induced suppression of superconductivity», Appl.Phys.Lett. 60(7), 903, 1992.

68 M.Lindgren, V.Trifonov, M.Zorin, M.Danerud, D.Winkler, B.S.Karasik, G.N.Gol'tsman, and E.M.Gershenzon, «Transient resistive photoresponse of УВа2Сиз07.5 films using low power 0.8 and 10.6 pm laser radiation», Appi.Phys.Lelt. 64(22), p.3036, 1994.

69 M.Danerud, D.Winkler, M.Lindgren, M.Zorin, V.Trifonov, B.S.Karasik, G.N.Gol'tsman, and E.M.Gershenzon, «Nonequilibrium and bolometric photorespoonse in patterned УБа2С11з07.5 thin films», J.Appl.Phys. 76(3), p. 1902, 1994.

70 M.Stuivinga, T.M.Klapwijk, J.E.Mooij, and A.Bezuijen, «Self-Heating of Phase-Slip Centers», J.Low.Temp.Phys.,v.53, n.5/6, p.673,1983

71 H.Weissbrod, R.P.Huebener, and W.Clauss, «Phase-Slip Centers in Superconducting Indium Microbridges», J.Low.Temp.Phys.,v.69, n.1/2, p.77,1987

72 G.D.Poulin, J.Lachapelle, S.H.Moffat, F.A.Hegmann, and J.S.Preston, «Current-Voltage characteristics of dc voltage biased high temperature superconducting microbridges», Appl.Phys.Lett.,66(19), p.2576,1995

73 Гершензон E.M. Гершензон M.E., Гольцман Г.Н., Семёнов А.Д., Сергеев А.В., «Неселективное воздействие электромагнитного излучения на сверхпроводящую плёнку в резистивном состоянии», Письма в ЖЭТФ, 1982, т.36, вып.7, с.241-244.

74 A.D.Semenov, I.G.Gogidze, G.N.Gol'tsman, A.V.Sergeev, and E.M.Gershenzon, «Evidence for the spectral dependence of nonequilibrium picosecond photoresponse of YbaCuO thin films», Appl.Phys.Lett. 63(5), p.681, 1993.

75 K.S.H'in, I.I.Milostnaya, A.A.Verevkin, G.N.Gol'tsman, E.M.Gershenzon, R.Sobolewsky, «Ultimate quantum efficiency of a superconducting hot-electron photodetector», Appl.Phys.Lett., 73(26), p.3938, 1998.

76 D.E. Prober, Appl. Phys. Lett. 62, 2119 (1993).

77 B.S.Karasik, W.R.McGrath, and M.C.Gaidis, « Analysis of a high-Tc hot-electron superconducting mixer for terahertz applications», J.Appl.Phys. 81 (3), pp.1581-1589, 1997.

78 E.M.Gershenzon, G.N.Gol'tsman, I.G.Gogidze, Yu.P.Gousev, A.I.Elant'ev, B.S.Karasik,and A.D.Semenov, Sov. J.Superconductivity 3, 1582 (1990).

79 A.T.Lee, P.L.Richards, S.W.Nam, B.Carbera, K.D.Irwin, «a superconducting bolometer with strong electrothermal feedback», Appl.Phys.Lett.,69(12),p. 1801, 1996

80 H.Ekstrom, B.Karasik, E.Kolberg, and K.S.Yngvesson, «Conversion gain and noise of niobium superconducting hot-electron-mixers», IEEE Trans, on Microwave. 43(4), 1995.

81 G.N. Gol'tsman, B.S. Karasik, O.V. Okunev, A.L. Dzardanov, E.M. Gershenzon, H. Ekstrom, S. Jacobsson, E. Kollberg, IEEE Trans, on Appl. Supercond 5, 3065 (1995).

82. H.Ekstrom, B.S.Karasik, E.Kollberg, G.N.Gol'tsman, E.M.Gershenzon, »350 GHz NbN hot electron bolometer mixer», Proc. 6th Int. Symp. on Space Terahertz Technology, p., Pasadena, USA, March 1995

83 B.S. Karasik and A.I. Elantiev, Phys. Lett. 68, 853 (1996).

84 H.Ekstrom, B.S.Karasik, «Electron temperature fluctuation noise in hot-electron superconducting mixers», Appl.Phys.Lett. 66, 3212 (1995).

85 A.R.Kerr, MJ.Feldman, and S.-K.Pan, "Receiver Noise Temperature, the Quantum Noise Limit, and the Role of the Zero-Point Fluctuations", Proc. of the 8th International Symposium on Space Terahertz Technology, p. 101, Boston, MA, 1997.

86 H.Ekstrom, E.Kollberg, P.Yagoubov, G.Gol'tsman, EGershenzon, and S.Yngvesson, «Gain and noise bandwidth of NbN hot-electron bolometric mixers», Appl.Phys.Lett.,70(24), p.3296, 1997.

87 П.А.Ягубов, «Квазиоптические смееителм терагерцового диапазона на эффекте разогрева электронов в тонких пленках NbN», Диссертация на соискание ученой степени к.ф.-м.н., Ml И У, Москва, 1997.

88 P.J. Burke, R.J. Scholelkopf, D.E. Prober, A. Skalare, W.R. McGrath, B. Bumble, and H.G. LeDuc. Appl. Phys. Lett.6%, 3344 (1996).

89 R. Wyss, B. Karasik, W. McGrath, B. Bumble, H. LeDuc, 10th Int. Symposium on Space Terahertz Technology, Charlottesville, USA, March 1999.

90 A. Scalare, W.R. McGrath, B. Bumble, H.G. LeDuc, P.J. Burke, A.A. Verheijen, R.J. Schoelkopf, and D.E. Prober, Appl. Phys. Lett. 68, 1558 (1996).

91 A. Scalare, W.R. McGrath, B. Bumble, H.G. LeDuc, IEEE Trans, on Appl. Supercond. 7, 3568 (1997).

92 B.S. Karasik, M.C. Gaidis, W.R. McGrath, B. Bumble, H.G. LeDuc, Appl. Phys. Lett. 71, 1567 (1997).

. 93 B.S. Karasik, A. Scalare, W.R.Wyss, W.R. McGrath, B. Bumble, H.G. LeDuc, J.B.Barner, and A.W.Kleinsaasser, «Low-noise and wideband hot-electron superconductive mixers for THz frequencies», Leeds.

94 B.S.Karasik, W.R.McGrath, and R.A.Wyss, «Optimal choise of material for HEB superconducting mixers», Appl. Supercond.Conference, 13-18 September, 1998, Palm Desert, CA, USA.

95 J.A.Alarco, G.Brorsson, Z.G.Ivanov, P.-A.Nilsson, E.Olsson, and M.Lofgren, "Effects of substrate temperature on the microstructufe of YBa2 Сиз О7-5 films grown on (001) Y-Zr02 substrates", Appl.Phys.Lett.61(6),p.723, 1992

96 V.Trifonov, B.S.Karasik, M.Zorin, G.N.Gol'tsman, E.M.Gershenzon, M.Lindgren, M.Danerud, D.Winkler, «9.6 -jum wavelength mixing in a patterned YBa2Cu307-5 thin film», Appl.Phys.Lett. 68(10), p.1418, 1996

97 Yu.P.Gousev, A.D.Semenov,E.V.Pechen, A.V.Varlashkin, R.S.Nebosis, and K.F.Renk, «Coupling of therahertz radiation to a high-Tc superconducting hot electron bolometer mixer», Appl.Phys.Lett.,69(5),1996

98 S.J.Hagen, Z.Z.Wang, and N.P.Ong, Phys.Rev.B, 40, 9389, 1989

99 J.M.Ferreira, B.W.Lee, Y.Dalichaoueh, M.S.Totikachvili, K.N.Yang, and M.B.Maple, Phys.Rev. B, 37, 1580,1988.

100. H.Su, N.Yoshikawa and M.Sugahara, «Study of electrical conduction properties of NbN thin films using NbN/MgO/NbN double-tunnel junctions», Supercond. Sci. Technol. 9 (1996), A152-A155.

101. B.Komiyama, Zh.Wang, and M.Tonouchi, «Penetration depth measurements of single-crystal NbN films at millimeter-wave region», Appl.Phys.Lett. 68 (4), 1996.

102. Gin-ichiro Oya and Yutaka Onodera, «Transition temperatures and crystal structures of single-crystal and polycrystalline NbNx films», J .Appl.Phys. 45(3), 1974, pp.1389-1397.

103. L.-J. Lin and D.E. Prober, «Superconducting NbNxCy thin films fabricated with dual ion-beam sputtering method», Appl.Phys.Lett. 49 (7), 1986, pp.416-418.

104.H.-J.Hedbabny and H.Rogalla, «dc and rf magnetron sputter deposition of NbN films with simultaneous control of the nitrogen consumption», J.Appl.Phys. 63 (6), 1988

105. М.Я.Будянский, Л.А.Сейдман, «Получение сверхпроводящих плёнрк нитрида ниобия», Electronic Industry, 2, 1992, p.21.

106.Б.М.Воронов, Е.М.Гершензон, Г.Н.Гольцман, Т.О.Губкина, В.Д.Семаш, Л.А.Сейдман, «Сверхпроводниковые свойства срерхтонких пленок NbN на различных подложках», Сверхпроводимость: физика, химия, техника, т.7, №6, 1994, стр. 1097-102.

107.N.N.Iosad, D.V.Balashov, M.Yu.Kupriyanov, S.N.Polyakov, V.V.Rodatis, «Characterization of NbN/AalN/NbN tunnel junctions fabricated

without intentional heating», IEEE Trans, on Appl. Supercond. 7 (2), pt.3, 1997, pp.2805-8.

108. A.Shoij, S.Kiryu, and S.Kohjiro, «Superconducting properties and normal-state resistivity of single-crystal NbN films prepared by a reactive rf-magnetron sputtering method», Appl.Phys.Lett. 60 (13), 1992.

109.E.V.Shalaeva, R.S.Baryshev, M.V.Kuznetsov, B. V.Mitrofanov, «Structure of epitaxial 5-NbN films deposited by cathode reactive sputtering», Thin Solid Films 261 (1995), 64-69.

110. R.E.Treece, J.S.Horwitz, J.H.Claassen and D.B.Chrisey, «Pulsed laser deposition of high-quality NbN thin films», Appl.Phys.Lett. 65 (22), 1994.

111. S.Kubo, M.Asahi, H.Hikita, and M.Igarashi, «Magnetic penetration depth in superconducting NbN films prepared by reactive dc magnetron sputtering», Appl.Phys.Lett. 44, pp.258-260, 1984.

112 Z.Wang, A.Kawakami, Y.Uzawa, and B.Komiyama, «Superconducting properties and crystal structures of single-crystal niobium nitride thin films deposited at ambient substrate», Appl.Phys.Lett. 79 (10), 1996.

113. D.D.Bacon, A.T.English, S.Nakahara, F.G.Peters, H.Schreiber, W.R.Sinclair, and R.B. van Dover, «Properties of NbN thin films deposited on ambient temperature substrates», J.Appl.Phys. 54 (11), 1983, pp.6509-6516.

114. S.Thakoor, J.L.Lamb, A.P.Thakoor, and S.K.Khanna, «High Tc superconducting NbN films deposited at room temperature», J.Appl.Phys. 58 (12), 1985, pp.4643-4648.

115 E.K.Hollman and A.G.Zaitsev, »Optimal magnetron sputtering parameters for superconducting NbN thin film deposition», Vacuum 44 (8), pp.847-850, 1993.

116 Е.М.Гершензон, Г.Н.Гольцман, Ю.П.Гусев, А.Д.Семенов, «Неравновесный отклик тонких пленок NbN на излучение миллиметрового и оптического диапазонов»,

117 A.D.Semenov, R.S.Nebosis, Yu.P.Gousev, M.A.Heusinger, and K.F.Renk, Phys. Rev. B52, 581 (1995).

118 W.J.Skoepol, M.R.Beasley, and M.Tinkham, "Self-heating hotspots in superconducting thin-film microbridges", J.Appl.Phys.v.45, n.9, 4054,1974.

119 F.Ronnung, et al, to be issued. *