Шумовые характеристики и оптимальная поглощенная мощность гетеродина NbN HEB смесителя терагерцового диапазона тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 01.04.03, кандидат физико-математических наук Третьяков, Иван Васильевич

• Третьяков, Иван Васильевич
• кандидат физико-математических наук
• 2013

Оглавление диссертации кандидат физико-математических наук Третьяков, Иван Васильевич

Оглавление

Глава 1. Обзор литературы и постановка задачи

§ 1.1 Приемники прямого детектирования

§1.2 Супергетеродинные приемники терагерцового диапазона на основе

СИСиДБШ

§ 1.3 Эффект электронного разогрева в сверхпроводниках

§ 1.4 Смесители на электронном разогреве в сверхпроводниках

§1.5 Квазиоптические схемы согласования сверхпроводящего мостика с

высокочастотным излучением

§1.6 Выбор объекта исследования и постановка задач

Глава 2. Технология изготовления и методика исследования HEB

смесителя

§2.1 Технологические аспекты изготовления квазиоптического HEB

смесителя

§2.2 Терагерцовый лазер на парах воды

§2.3 Методика измерения характеристик HEB смесителя на постоянном

токе

§2.4 Методика измерения оптимальной поглощенной мощности

гетеродина HEB смесителя на частоте гетеродина 2.5 ТГц

§2.5 Методика измерения шумовых характеристик смесителя на частоте

гетеродина 2.5 ТГц

§2.6 Заключение

Глава 3. Исследования шумовой температуры HEB смесителя на

частоте гетеродина 2,5 ТГц

§3.1 Анализ зависимости сопротивления HEB смесителя от

температуры

§3.2 Измерения шумовой температуры HEB смесителя на частоте

гетеродина 2,5 ТГц

§3.3 Измерение зависимости шумовой температуры от ширины сверхпроводящего мостика HEB смесителя на частоте гетеродина

2,5 ТГц

§3.4 Заключение

Глава 4. Исследование шумовой полосы и оптимальной поглощенной

мощности НЕВ смесителя на частоте гетеродина 2,5 ТГц

§4.1 Измерение шумовой полосы НЕВ смесителя

§4.2 Исследование зависимости оптимальной поглощенной мощности

гетеродина от длины сверхпроводящего мостика НЕВ смесителя

§4.3 Заключение

Заключение

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 резистивном состоянии (англ. -Hot Electron Bolometer).

ПЧ -промежуточная частота.

СИС -туннельный переход сверхпроводник-изолятор-

сверхпроводник.

СубММ -субмиллиметровый диапазон волн

v -частота излучения.

0 -электронная температура,

р -удельное сопротивление.

©о -промежуточная частота, частота модуляции излучения.

АВ -полоса преобразования смесителя (полоса промежуточных частот).

т -постоянная времени болометра,

х© -время релаксации электронной температуры.

Tdifr -время диффузии электронов.

хе.е -время электрон-электронного взаимодействия.

Vph -время электрон-фононного взаимодействия.

xesc -время выхода фононов в подложку.

тт -постоянная времени смесителя.

-время рассеяния фононов в подложке.

^рЬ-е -время фонон-электронного взаимодействия.

% -постоянная времени обратного потока фононов из подложки

в плёнку.

-коэффициент прохождения фононов из плёнки в подложку.

а^ -коэффициент прохождения фононов из подложки в плёнку.

2А -энергетическая щель сверхпроводника.

Со -параметр саморазогрева.

Се -удельная теплоёмкость электронов.

сР ь -удельная теплоёмкость фононов.

а -толщина плёнки.

-коэффициент диффузии электронов.

ОрЬ -коэффициент диффузии фононов.

е -заряд электрона.

Л -коэффициент преобразования смесителя.

Ь -постоянная Планка.

Нс2 -второе критическое поле сверхпроводника.

1о,и0 -ток и напряжение смещения смесителя.

.Ь -плотность критического тока.

к -постоянная Больцмана.

Ке -электронная теплопроводность.

Крь -фононная теплопроводность.

ь -длина болометра.

1а -длина диффузии электронов.

-средняя длина свободного пробега фононов в подложке.

Р1Р -мощность промежуточной частоты, выделяющаяся в нагрузке

Рш -мощность излучения гетеродина.

Я, Ио -сопротивление смесителя по постоянному току.

Яь -сопротивление нагрузки смесителя.

Sv -вольт-ваттная чувствительность.

т -температура плёнки в равновесном состоянии

Ть -температура подложки.

Тс -критическая температура сверхпроводника.

Тк -шумовая температура приёмника.

Трь -фононная температура.

и -скорость звука.

V -объём болометра.

ъ -импеданс смесителя

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Шумовые характеристики и оптимальная поглощенная мощность гетеродина NbN HEB смесителя терагерцового диапазона»

Введение

Сравнительно недавно, с развитием приборной базы, для радиоастрономических наблюдений оказались доступны субмиллиметровый и дальний инфракрасный диапазоны длин волн. Эти диапазоны интересны в первую очередь тем, что на них приходится большая часть энергии электромагнитного излучения космического пространства. В этих диапазонах находятся спектральные линии химических соединений, важных для космологии, планетарной астрономии, экологии и др. областей такие как: С+, СО, СН, СН+, CH3D, HCN, HNC, 02, НС1, HF, Cl, ОН, ОН+, MgH, Н20, 03 (ТГц диапазон); NaH, LiH, СН, СН+, NH, NH3, С2Н2, С2Н6, OD, 03, HDO, HF, CFC, HCFC, HFC, D20 (ИК область до 30 ТГц) [1,2]. В случае, когда при наблюдении спектральной линии определяется её принадлежность к "спектральной подписи" какого - либо соединения, то, исходя из её интенсивности, можно судить о распространенности этого соединения, а также о протекающих процессах в наблюдаемой области пространства. К примеру, линия С+ (158 мкм) является наиболее яркой в субмиллиметровом спектре излучения Млечного Пути, что говорит о высокой распространенности этого элемента в Галактике. По интенсивности этой линии определяются области звездообразования, где окружающие их пылевые скопления сильно разогреваются ультрафиолетовым излучением.

Ведение наблюдения в субмиллиметровом и, если говорить в терминах частот - терагерцовом диапазоне, непосредственно с поверхности земли является малоэффективным в виду сильного поглощения полезного сигнала парами воды и другими газами атмосферы. По этой причине наземные обсерватории располагаются в высокогорных областях, где атмосфера достаточно суха, при этом наблюдения ведутся лишь в нескольких доступных окнах прозрачности,

лежащих в диапазоне частот от 1 до 1,5 ТГц [3]. Наиболее эффективным решением является проведение астрономических наблюдений, начиная с верхних слоев атмосферы, к примеру, проект SOFIA [4] - наблюдения ведутся с борта самолёта, проект TELIS - поднимается в верхние слои атмосферы с помощью воздушного шара [5] или со спутниковых обсерваторий - проект HERSCHEL [6], МИЛЛИМЕТРОН [7].

Серьёзные успехи в ММ и субММ спектроскопии оказались возможными лишь с разработкой чувствительных приемников данных диапазонов. Специфика как радиоастрономических, так и лабораторных задач обусловливает вид используемого приемника. Для широкополосных наблюдений излучения непрерывного спектра чувствительность приемника увеличивается с уменьшением его внутренних шумов и увеличением частотной полосы приема (входной полосы приемника) [8]. В этом случае используются болометрические приемники прямого детектирования, широкополосные по своей природе. Полоса рабочих частот подобных приемников задаётся входными фильтрами и обычно составляет порядка 50 - 100 ГГц [9]. Спектральное разрешение болометрических приемников обычно низкое, но при комбинации с Фурье-спектрометром их применение возможно в спектроскопии среднего и низкого разрешения с X. / А X, < 104 [10]. В спектроскопии высокого разрешения с X /АХ> 10° обычно применяются супергетеродинные приемники, основным элементом которых является малошумящий смеситель, а разрешающая способность спектрометра задаётся шириной линии гетеродина.

Существенный прогресс в спектроскопии субММ диапазона стал возможен после разработки малошумящих смесителей на туннельном переходе сверхпроводник - изолятор - сверхпроводник (СИС) [11, 12]. Шумовая температура СИС приемников составляет всего несколько квантовых пределов, но резко увеличивается при частотах гетеродина

выше частоты щели для используемого сверхпроводника (700 ГГц для Nb). На данный момент максимальная частота гетеродина, на которой продемонстрирована работа СИС смесители, составляет 1,4 ТГц [13].

Ранее, в субММ диапазоне, обычно использовались приёмники со смесителями на диодах с барьером Шоттки (ДБШ). ДБШ работают в широкой области температур, включая комнатную, этим они снискали популярность в бортовых гетеродинных приемниках даже на частотах ниже 1 ТГц, где ДБШ смесители существенно уступают по чувствительности СИС смесителям. Однако, большая мощность гетеродина, порядка нескольких мВт, необходимая для накачки ДБШ смесителей, является трудно достижимой в терагерцовом диапазоне частот при использовании твёрдотельных перестраиваемых источников гетеродина.

В настоящий момент большая часть значимых проектов терагерцовой астрономии и исследования верхних слоёв атмосферы базируется на использовании сверхпроводниковых смесителей на горячих электронах - hot electron bolometers (НЕВ). НЕВ смесители обладают лучшими характеристиками и не имеют аналогов в терагерцовом диапазоне на частотах выше 1,25 ТГц. НЕВ смеситель обладает высокой чувствительностью и требует низкого уровня мощности гетеродина. Шумовая температура, измеренная в двухполосном режиме, на момент начала данной работы достигла для НЕВ - смесителей 950 К на частоте гетеродина 2,5 ТГц [14].

Высокая чувствительность НЕВ смесителей на частотах выше 1 ТГц обеспечила их применение в астрономических проектах Европейского космического агентства. НЕВ смеситель, используемый в проекте TELIS, работает в диапазоне 1,76-1,86 ТГц, в этом диапазоне интенсивность спектральных линий таких соединений, как ОН, Н02, НОС1, NO и NO2, особенно высока. Так же, НЕВ смесители установлены в спектрометре

GREAT, задействованном в проекте SOFIA, и позволяющем проводить исследования в трёх частотных диапазонах: 1.4 - 1.9, 2.6 и 4.7 ТГц. В терагерцовом канале диапазона 1,5 - 1,9 ТГц телескопа космического базирования HERSCHEL [15] также используется HEB смеситель [8]. Проект МИЛЛИМЕТРОН [7], разрабатываемый на базе Астрокосмического Центра ФИАН им. П. Н. Лебедева, возможно использование HEB смесителей для проведения исследований на частотах выше 1 ТГц. СубММ спектроскопия находит также применение и в чисто лабораторных исследованиях, например для диагностики высокотемпературной плазмы. Перспективным является применение HEB смесителя в медицинских диагностических установках.

Физические явления, определяющие работу смесителя на эффекте электронного разогрева в сверхпроводнике, теоретически позволяют реализовать смеситель с шумовой температурой, близкой к квантовому пределу, и с полосой промежуточных частот большей, чем разработанные к настоящему моменту. В тонкой разупорядоченной металлической плёнке, лежащей в основе смесителей на эффекте электронного разогрева, поглощение излучения не селективно от частоты излучения от мм до видимого диапазона. При этом высокая чувствительность к излучению реализуется за счёт достаточно крутой температурной зависимости сопротивления при переходе в сверхпроводящее состояние. При температуре перехода в сверхпроводящее состояние, время энергетической релаксации возбуждённых электронов очень мало, это теоритически позволяет создать на основе ультратонкой пленки NbN смеситель с полосой преобразования более 10 ГГц [16].

Шумовая температура и полоса преобразования являются важными характеристиками смесителя при его использовании в гетеродинных радиоастрономических наблюдениях. В случае малых сигналов на фоне больших шумов важное значение имеет радиометрический выигрыш или флуктуационная чувствительность, связанная с накоплением сигнала. При

10

радиометрических измерениях флуктуационная чувствительность может быть представлена в виде:

где AT - минимальная разница температур, измеряемая при времени накопления сигнала т при шумовой температуре приёмника Тп в полосе ПЧ равной В. Таким образом, из данного выражения видно, что с уменьшение шумовой температуры и увеличением полосы преобразования, при том же времени наблюдения, можно получать лучшую флуктуационную чувствительность радиометра или же существенно сократить время наблюдения.

К моменту начала диссертационного исследования шумовая температура квазиоптических NbN смесителей составляла 700 К (1.63 ТГц) [17], 845 К (1.9 ТГц) [18], 950 К (2.5 ТГц) [14] и 1372 К (4.3 ТГц) [19]. Оптимальная поглощенная мощность подобных смесителей составляет порядка нескольких сотен нВт. Уменьшение шумовой температуры и оптимальной поглощенной мощности гетеродина представляет значительный практический интерес.

Рекордные по чувствительности и полосе преобразования смесители на частотах выше 1,25 ТГц могут найти широкое применение в разрабатываемых в настоящее время амбициозных радиоастрономических проектах, таких как:

• Проект МИЛЛИМЕТРОН. В рамках данного проекта планируется запуск космической обсерватории, оборудованной охлаждаемым зеркалом диаметром 10 м. Инструментальный комплекс обсерватории позволит вести наблюдения в диапазоне длин волн 20 мкм - 2 см.

• Проект космического гетеродинного интерферометра субММ диапазона ESPRIT (Exploratory Submm Space Radio-Interferometric

Telescope) [20]. Основной задачей этого проекта является исследование областей формирования планет и звёзд. Диапазон наблюдения ESPRIT выбран таким образом, что включает часть, которая закрыта для наблюдений с поверхности Земли и не повторяет рабочий диапазон частот космической обсерватории James Webb (JWST). На частотах выше 1,5 ТГц планируется использоваться HEB - смесители.

• Проект космического телескопа SAFIR[21] предлагается к разработке в Jet Propulsion Laboratory (JPL) совместно с Goddard Space Flight Center (GSFC). SAFIR представляет собой криогенный телескоп космического базирования с одним основным зеркалом, диаметром 8 - 10 м. Планируется, что этот проект будет следующим шагом в астрофизических исследованиях после Spitzer Space Telescope (Spitzer) и Herschel Space Observatory. Телескоп SAFIR будет работать в диапазоне между ИК- диапазоном, в котором проводятся наблюдения на James Webb, и СВЧ-диапазоне, доступном для наблюдения с поверхности Земли.

Из представленного обзора можно сделать вывод о том, что характеристики существующих смесителей, такие как шумовая температура, требуемая мощность гетеродина и шумовая полоса* связанная с полосой промежуточных частот, в терагерцовом диапазоне не удовлетворяют современным запросам радиоастрономии. Для успешного применения в передовых радиоастрономических проектах требуется значительная оптимизация этих характеристик. Таким образом, актуальность представляемого диссертационного исследования определяется необходимостью разработки в терагерцовом диапазоне частот чувствительных гетеродинных приёмников с малыми потерями между сверхпроводящим мостиком и планарной антенной смесителя для достижения предельных характеристик по шумовой температуре,

шумовой полосе и необходимой мощности гетеродина.

Цель работы

Целью данной диссертационной работы является:

1. Исследование характеристик на постоянном токе квазиоптических NbN HEB смесителей терагерцового диапазона частот на эффекте электронного разогрева, изготовленных из сверхпроводящих пленок NbN толщиной 3,5 нм по технологии in situ.

2. Проведение анализа зависимости сопротивления NbN HEB смесителя, изготовленного по технологии in situ, от температуры.

3. Исследование зависимости шумовой температуры NbN HEB смесителей, изготовленных по технологии in situ, от площади сверхпроводящего мостика на частоте гетеродина 2,5 ТГц.

4. Проведение измерений шумовой полосы NbN HEB смесителей, изготовленных по технологии in situ, на частоте гетеродина 2,5 ТГц.

5. Исследование зависимости оптимальной поглощённой мощности гетеродина для NbN HEB смесителей, изготовленных по технологии in situ, от длины сверхпроводящего мостика на частоте гетеродина 2,5 ТГц.

Объект исследования

В качестве объекта исследования выбраны квазиоптические HEB смесители, изготовленные на основе ультратонких пленок NbN толщиной 3.5 нм, осажденных на подложки из высокоомного кремния in situ со слоем золота Au толщиной 20 нм. Сверхпроводниковые мостики смесителей с размерами в плане 0.1-0.4мкм в длину и 1-4мкм в ширину, были интегрированы в планарную спиральную антенну.

Методы исследования

В работе применялись методы исследования температурной зависимости

электрического сопротивления тонкопленочных сверхпроводниковых

образцов, метод изотерм при определении поглощенной мощности

13

гетеродина, метод Y - фактора при измерениях шумовой температуры и шумовой полосы смесителя. Измерения проводились при криогенных температурах.

Научная новизна

1. В результате оптимизации технологического процесса изготовления контакта между планарной антенной и сверхпроводниковым болометром НЕВ смесителя удалось существенно уменьшить его шумовую температуру до уровня 600 К на частоте гетеродина 2.5 ТГц. Достигнутые значения шумовой температуры для НЕВ смесителей на частоте гетеродина 2.5 ТГц являются лучшими в мире.

2. Оптимизация технологического процесса изготовления контакта между планарной антенной и сверхпроводниковым болометром НЕВ смесителя позволила реализовать в нём, кроме основного -фононного механизма релаксации электронной подсистемы болометра, дополнительный диффузионный механизм. При этом измеряемое значение шумовой полосы такого смесителя увеличилось до 7 ГГц на частоте гетеродина 2.5 ТГц, и ограничивается лишь рабочей полосой используемого в измерениях охлаждаемого усилителя.

3. Показано, что оптимальная поглощенная мощность гетеродина на частоте 2.5 ТГц, при которой реализуется минимальная шумовая температура для NbN НЕВ смесителя, изготовленного по оптимизированной технологии, составляет 100 нВт.

4. Использование in situ технологии при изготовлении НЕВ смесителей позволяет существенно улучшить их шумовые характеристики за счёт уменьшения потерь в местах контакта планарной антенны и сверхпроводящего мостика, а также

значительно стабилизировать процесс изготовления по выходу годных и однородности характеристик в партии.

На защиту выносятся следующие положения:

1. Квазиоптический HEB смеситель на кремниевой подложке на основе ультратонкой пленки NbN толщиной 3,5 нм, изготовленный по технологии in situ, имеет двухполосную шумовую температуру 600 К на частоте излучения гетеродина 2.5 ТГц.

2. Квазиоптические HEB смесители на кремниевой подложке на основе пленки NbN толщиной 3,5 нм, изготовленные по технологии in situ, имеют шумовую полосу 7 ГГц на частоте излучения гетеродина 2.5 ТГц.

3. Квазиоптические HEB смесители на кремниевой подложке на основе пленки NbN толщиной 3,5 нм, изготовленные по технологии in situ, имеют оптимальную поглощенную мощность гетеродина в оптимальной по шумовой температуре точке 100 нВт на частоте излучения гетеродина 2.5 ТГц.

4. Использование in situ технологии при изготовлении HEB смесителей позволяет существенно улучшить их шумовые характеристики за счёт уменьшения потерь в местах контакта планарной антенны и сверхпроводящего мостика, а также значительно стабилизировать процесс изготовления по выходу годных и однородности характеристик в партии.

Практическая_значимость_работы подтверждается

использованием HEB смесителей в международных проектах, ориентированных как на радиоастрономические исследования - проекты APEX, ALMA, HERSHEL, SPIRIT, а так же на исследование атмосферы

Земли - проекты TELIS и SOFIA.

Диссертация состоит из введения, четырёх глав, заключения, списка публикаций автора и списка используемой литературы. Объем работы составляет 114 страниц, включая 14 рисунков и 5 таблиц. Библиография включает 101 наименование.

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

Глава 1 посвящена обзору теоретических и экспериментальных работ по исследованию детекторов субмиллиметрового диапазона длин волн. Из обширного материала по данному вопросу более подробно рассматриваются работы, связанные с изучением НЕВ смесителей. В §1.1 рассматриваются приемники прямого детектирования. Параграф 1.2 посвящён супергетеродинным приемникам, используемым в субММ диапазоне длин волн для исследований атмосферы Земли, радиоастрономических исследований, и других применений. В §1.3. рассматриваются основные аспекты явления электронного разогрева в тонких пленках сверхпроводника в рамках модели однородного разогрева и теории нормального домена. В §1.4. представлено теоретическое описание механизмов работы смесителя на электронном разогреве с точки зрения модели однородного разогрева. Параграф 1.5 посвящен способам квазиоптического согласования сверхпроводящего мостика смесителя с излучением. В §1.6 обосновывается выбор объекта исследования, и формулируются основные задачи диссертационного исследования.

Глава 2 посвящена описанию технологических аспектов изготовления NbN НЕВ смесителей. Также в главе 2 подробно рассмотрены основные методики и экспериментальные установки по

исследованию шумовых характеристик и характеристик на постоянном токе NbN HEB смесителей. В параграфе 2.1. кратко изложены технология in situ осаждения двухслойной структуры NbN - Au на высокоомную кремниевую подложку и технология изготовления квазиоптических NbN HEB смесителей на её основе. В параграфе 2.2 описана конструкция терагерцового лазера на парах воды и технология изготовления выходного зеркала. В параграфе 2.3 излагается методика измерения зависимости сопротивления квазиоптического NbN HEB смесителя от температуры. Параграф 2.4 посвящен описанию экспериментальной установки и методике измерения шумовой температуры и шумовой полосы квазиоптического NbN HEB смесителя на частоте гетеродина 2.5 ТГц. Методика измерения оптимальной поглощённой мощности квазиоптического HEB смесителя на частоте гетеродина 2.5 ТГц подробно изложена в параграфе 2.5. В параграфе 2.6 приведены краткие выводы главы.

Глава 3 посвящена результатам измерений шумовой температуры супергетеродинного приёмника на частоте гетеродина 2,5 ТГц, В параграфе 3.1 этой главы приведены измеренные DC характеристики и анализ зависимости сопротивления HEB смесителя от температуры. Параграф 3.2 посвящен результатам исследованиям шумовой температуры супергетеродинного приёмника на частоте гетеродина 2,5 ТГц от площади сверхпроводящего мостика HEB смесителя. В параграфе 3.3 приведены краткие выводы главы.

Глава 4 посвящена результатам измерений шумовой полосы и оптимальной мощности гетеродина квазиоптического NbN HEB смесителя, изготовленного по технологии in situ на частоте гетеродина 2,5 ТГц. В §4.1 этой главы изложены экспериментальные результаты измерений шумовой полосы квазиоптического NbN НЕВ-смесителя с

17

оптимальными по шумовой температуре размерами сверхпроводящего мостика. Параграф 4.2 посвящен результатам исследования зависимости оптимальной поглощенной мощности гетеродина для квазиоптического NbN НЕВ смесителя на частоте гетеродина 2,5 ТГц от длины сверхпроводящего мостика. В §4.3 приведены краткие выводы главы Заключение суммирует основные результаты диссертационного исследования.

Основные результаты данного исследования были опубликованы в 10 печатных работах, список которых приведен в конце диссертации, и докладывались на следующих научных конференциях и симпозиумах:

• 19 международном симпозиуме по космическим терагерцовым технологиям, Гронинген, Нидерланды, 2008 (the 19th International Symposium on Space Terahertz Technology, Groningen, the Netherlands, 2008).

• Международной конференции по прикладной сверхпроводимости, Шарлоттсвилль, Вирджиния, США, 2008 (the Applied Superconductivity Conference, Charlottesville, Virginia, USA, 2008).

• 3 международная конференция "Фундаментальные проблемы высокотемпературной сверхпроводимости", Звенигород, Россия, 2008 (the 3rd International Conference "Fundamental Problems of High-Temperature Superconductivity", Zvenigorod, Russia, 2008).

• 20 международном симпозиуме по космическим терагерцовым технологиям, Шарлотосвилл, США, 2009 (the 20th International Symposium on Space Terahertz Technology, Charlottesville, the Virginia, USA, 2009).

• 21 международном симпозиуме по космическим терагерцовым технологиям, Оксфорд, Великобритания, 2010 (the 21th International Symposium on Space Terahertz Technology, Oxford, the United

Kingdom, 2010).

22 международном симпозиуме по космическим терагерцовым технологиям, Тускон, США, 2011 (the 22th International Symposium on Space Terahertz Technology, Tuscon, the USA, 2011).

15 международном молодежном форуме «Радиоэлектроника и молодёжь в 21 веке», Харьков, Украина, 2011.

23 международном симпозиуме по космическим терагерцовым технологиям, Токио, Япония, 2012 (the 23th International Symposium on Space Terahertz Technology, Tokyo, the Japan, 2012).

Заключение диссертации по теме «Радиофизика», Третьяков, Иван Васильевич

Основные результаты диссертационной работы изложены в 10 работах, из которых: 4 статьи в журналах, входящих в Перечень изданий, рекомендованных ВАК Минобразования и науки РФ, 6 докладов на международных и российских конференциях с публикацией расширенных тезисов.

Статьи в журналах из рекомендованного перечня ВАК:

1. S. A. Ryabchun, I. V. Tretyakov, I. V. Pentin, N. S. Kaurova, V. A. Seleznev, В. M. Voronov, M. I. Finkel, S. N. Maslennikov and G. N. Gol'tsman «Low-noise wide-band hot-electron bolometer mixer based on an NbN film» Journal Radiophysics and Quantum Electronics. - 2009 - vol. 52, number 8 - pp. 576-582.

2. Третьяков И.В., Рябчун C.A., Каурова H.C., Ларионов П.А.,

Лобастова А.А., Воронов Б.М., Финкель М.И., Гольцман Г.Н. «Оптимальная поглощенная мощность гетеродина для терагерцового сверхпроводникового NbN смесителя на электронном разогреве» ГТЖТФ. - 2010 - том 36, выпуск 23 - стр. 78-84.

3. Ivan Tretyakov, Sergey Ryabchun, Matvey Finkel, Sergey Maslennikov, Anna Maslennikova, Natalia Kaurova, Anastasia Lobastova, Boris Voronov, Gregory Goltsman «Ultrawide noise bandwidth of NbN hot-electron bolometer mixers with in situ gold contacts» IEEE Transactions on Applied Superconductivity. - 2011 -vol. 21, issue 3 - pp. 620 - 623.

4. Ivan Tretyakov, Sergey Ryabchun, Matvey Finkel, Anna Maslennikova, Natalia Kaurova, Anastasia Lobastova, Boris Voronov, and Gregory Gol'tsman «Low noise and wide bandwidth of NbN hot-electron bolometer mixers» Applied Physics Letters. - 2011 - 98 - p. 033507.

Доклады на конференциях:

1. S. A. Ryabchun, I. V. Tretyakov, M. I. Finkel, S. N. Maslennikov, N. S. Kaurova, V. A. Seleznev,B. M. Voronov and G. N. Goltsman. "Fabrication and characterisation of NbN HEB mixers with in situ gold contacts," in the Proceedings of the 19th International Symposium on Space Terahertz Technology, Groningen, 2008, pp. 62-67.

2. I. V. Ttretyakov, S. A. Ryabchun, S. N. Maslennikov, M. I. Finkel, N. S. Kaurova, V. A. Seleznev, В. M. Voronov, G. N. Goltsman. "NbN HEB mixer: fabrication, noise temperature reduction and characterization", in the Proceedings of the 3rd International Conference "Fundamental Problems of High-Temperature Superconductivity," Zvenigorod, Russia: 2008, pp. 284-285.

3. S. A. Ryabchun, I. V. Tretyakov, M. I. Finkel, S. N. Maslennikov, N.

S. Kaurova, V. A. Seleznev, B. M. Voronov, G. N. Gol'tsman. "NbN Phonon-Cooled Hot-Electron Bolometer Mixer with Additional Diffusion Cooling". in the Proceedings of the 20th International Symposium on Space Terahertz Technology, Charlottesville, Virginia, USA, 2009, pp.

151-154

4. A. Maslennikova, I. Tretyakov, S. Ryabchun, M. Finkel, N. Kaurova, B. Voronov, G Gol'tsman. "Gain Bandwidth and Noise Temperature of NbN HEB Mixers with Simultaneous Phonon and Diffusion Cooling", in the

Proceedings of the 21^ International Symposium on Space Terahertz Technology, Oxford, United Kingdom, 2010, pp. 218-219.

5. S. Ryabchun, M. Finkel, I. Tretyakov, A. Maslennikova, N. Kaurova, B. Voronov, and G. Gol'tsman. "Next Generation of Hot-Electron Bolometer Mixers for Future Heterodyne Missions", in the Proceedings of the 22th International Symposium on Space Terahertz Technology, Tuscon, USA, 2011, p. 187.

6. I. Tretiakov, M. Finkel, P. Larionov, A. Maslennikova, S. Ryabchun, N. Kaurova, B. Voronov, Gregory Goltsman. "Study of the superconductor-normal metal interface in hot-electron bolometer mixers", in the Proceedings of the

23th

International Symposium on Space Terahertz Technology, Tokyo, Japan, 2012, p. 75.

Заключение

Список литературы диссертационного исследования кандидат физико-математических наук Третьяков, Иван Васильевич, 2013 год

Литература

[1] Submillimeter, Millimeter, and Microwave Spectral Line Catalog / H. M. Pickett, R. L. Poynter, E. A. Cohen, M. L. Delitsky, J. C. Pearson, and H.S.P. Muller // J. Quant. Spectrosc. Radiat. Transfer. - 1998. - Vol. 60 - p. 883.

[2] Siegel P. H. Terahertz technology // IEEE Trans. MTT. - 2002. - Vol. 50, no. 3.-Pp. 910-928.

[3] SMA - Submillimeter Array. - Internet page. - 2008. http;//sma-www.cfa.harvard.edu.

[4] SOFIA - Stratospheric Observatory for Infrared Astronomy. - Internet page. — 2008 http://www.sofia.usra.edu/Science/instruments/instruments great.html.

[5] 550-650 GHz spectrometer development for TELIS / P.A. Ygoubov, W-J Vreeling, H. van de Stadt, R.W.M. Hoogeveen, O.V. Koryukin, V.P. Koshelets, O.M. Pylypenko and A. Murk // Proc. of 16th int. symp. on space terahertz technology. - Chalmers, Sweden: 2005. - Pp. 438-443.

[6] Wyborn N. /The HIFI heterodyne instrument for FIRST: Capabilities and performance // Eur. Space Agency Symp. - Grenoble, France: 1997. - Pp.1924.

[7] Проект Миллиметрон. - Страница в Интернете. - 2008. http://www.asc.rssi.ru/millimetron/rus/millim.htm.

[8] Richards P.L. Bolometers for infrared and millimeter waves // J. Appl. Phys. - 1994. - Vol. 76, no. 1. -Pp. 1-24.

[9] Carlstrom J. E. and Zmuidzinas J. /Millimeter and Submillimeter Techniques // Oxford, The Oxford University Press. - 1996.

[10] Blundell R. and Tong C.-Y. /Submillimeter receivers for radio Astronomy//Proc. of the IEEE. - 1992. - Vol. 80, no. 11. - Pp. 1702-1720.

[11] P. L. Richards et al, "Quasiparticle heterodyne mixing in SIS tunnel junctions", Appl.Phys.Lett, v.34, p.345,1979.

[12] G. J. Dolan et al, "Low-noise 115 GHz mixing in superconductring

105

oxide-barrier tunnel junctions", Appl.Phys.Lett, v.34, p.347, 1979.

[13] Low noise 1.4GHz SIS mixer for SOFIA / A. Karpov, D. Miller, J. A. Stern, B. Blumberg, H. G. LeDuc, J. Zmuidzinas // Proc. of 19th int. symp. on space terahertz technology. - Groningen, the Netherlands: 2008. - P. 68.

[14] Doubling of sensitivity and bandwidth in phonon cooled hot bolometer mixers // J. J. A Baselmans, M. Hajenius, J. Gao, P. d. Korte, T. M. Klapwijk. Voronov. Gol'tsman / pphys. Lett. - 2004. - Vol. 84 (11). - Pp. 19581960.

[15] http://sci.esa.int/science-e/www/area/index.cfm?fareaid=16

[16] G. N. Goltsman et al /Sensitive picosecond NbN detector for radiation from millimeter wavelength to visible light //Supercond.: Sci. and Technol., vol. 4, pp. 453-456, 1991.

[17] J. R. Gao, M. liajenius, Z.Q. Yang, T.M. Klapwijk, W. Miao, S. C. Shi, B. Voronov, G. Gol'tsman // 17th International Symposium on Space Terahertz Technology /- Direct comparison of the sensitivity of a spiral and a twin-slot antenna coupled HEB mixer at 1 6 THz; 2006. Pp. 59-62.

[18] W. Zhang, P. Khosropanah, J. R. Gao, E. L. Kollberg, K. S. Yngvesson, T. Bansal, J. N. Hovenier, T. M. Klapwijk // 20th International Symposium on Space Terahertz Technology/ - Quantum Noise Contribution to NbN Hot Electron Bolometer Receiver; 2009. P. 155.

[19] Pourya Khosropanah, Wouter M. Laauwen, Merlijn Hajenius, Jian-Rong Gao, Teun M. Klapwijk // 19th International Symposium on Space Terahertz Technology/ - Sensitivity of a hot electron bolometer heterodyne receiver at 4.3 THz; 2008. Pp. 48-52.

[20] Th. de Graauw et al Exploratory submm space radio-interferometric telescope (ESPRIT), in Optical, Infrared, and Millimeter Space Telescopes //Proceedings of the SPIE conference Astronomical Telescopes and Instrumentation 2004, Glasgow, UK, Vol. 5487, p. 1522-1525, 2004.

[21] Benford, D. J. and Kooi, J. W. /Heterodyne receiver requirements for the single aperture far-infrared (SAFIR) observatory //Proceedings of 14th

IIИ

Int. Symp. on Space THz Techn., pp. 529-534, 2003.

[22] Carlstrom J. E. and Zmuidzinas J. / Millimeter and Submillimeter Technique Reviews of Radio Science 1993-1995 // Oxford, The Oxford University Press. - 1996.

[23] Richards P. L. Bolometers for infrared and millimeter waves // J. App. Phys. - 1994. - Vol. 76. - Pp. 1-24.

[24] A hot-electron direct detector for radioastronomy / B. S. Karasik, W. R. McGrath, H. G. LeDuc and M. E. Gershenson // Supercond. Sci. Technol. - 1999. - Vol. 12. - Pp. 745-747.

[25] Design and construction of high sensitivity infrared bolometers for operation at 300 mK / D.C. Alsop, C. Inman, A. E. Lange and T. Wilbanks. // Appl. Opt. - 1992. - Vol. 31. - Pp. 6610-6615.

[26] A 100 mK bolometric receiver for low background astronomy / S.T.Tanaka, A. Clapp, M. J. Devlin, M.L. Fischer, C. Hagmann, A.E. Lange, P.L. Richards // SPIE Proc. Infrared Detectors and Instrumentation. - 1993. -Vol. 1946.-P. 110.

[27] Schwarz S. E. and Ulrich B.T. Antenna-coupled infrared detectors // J. Appl. Phys. - 1977. Vol. 48(5). - P. 1870.

[28] Разогрев квазичастиц в сверхпроводящей пленке, находящейся в резистивном состоянии / Е. М. Гершензон, М. Е. Гершензон, Г. Н. Гольцман, А. Д. Семенов, А. В. Сергеев // ЖЭТФ. - 1981. -Т. 34, вып. 5.-С. 281-285.

[29] Детекторы инфракрасного излучения на основе разогрева электронов в резистивном состоянии пленок из традиционных сверхпроводниковых материалов / Е.М. Гершензон, Г.Н. Гольцман, Б.С. Карасик, Г.Я. Луговая, Н.А. Серебрякова, Е.В. Чинкова // Сверхпроводимость: физика, химия, техника. - 1992. - Т. 5, вып. 6. - С. 1129.

[30] Nahum М., Richards P. L., and Mears С. A. /Design analysis of а novel hot-electron microbolometer // IEEE no.l. - P. 2124.

Trans.Appl.Supercond. - 1993. - Vol. 3.

[31] Nahum M. and Martinis J.M. Ultrasensetive-hot-electron microbolometer //Appl. Phys. Lett. - 1993. - Vol. 63(22) . -P.3075.

[32] T. W. Crowe et al GaAs Schottky Diodes for THz Mixing Applications //Proc. IEEE, vol. 80, pp. 1827-1841, 1992.

[33] K. S. Hong, P.F.Marsh, G.I.Ng, D.Pavlidis, and C.H.Hong, "Optimization of MOVPE Grown InxAli.x/In0.53Ga0.47As Planar Heteroepitaxial Schottky Diodes for Terahertz Applications," IEEE Trans. Electron Devices, ED-41, pp. 1489-1497, 1994.

[34] G. Chin, "Optically Pumped Submillimeter Diodes Heterodyne receivers: Astrophysical Observations and Recent Technical Developments." Proc. IEEE, 80, pp.1788-1799.

[35] N. R. Erickson, "Low noise Submillimeter receivers Using SingleDiode Harmonic Mixers." Proc. IEEE, 80, pp. 1721-1728, 1992.

[36] J. R. Tucker, "Quantum limited detection in tunnel junction mixers", IEEE J.Quantum Electron., v.15, p.1234, 1979.

[37] J. R. Tucker and M J.Feldman, "Quantum detection at millimeter wavelength", Rev. Mod. Phys.,v.57, p.1055, 1985

[38] C. Y. E. Tong, R. Blundell, B. Bumble, J. Stern, H. Leduc," Sub-mm distributed quasipartical receiveremploying a non-linear transmission

iL ___

line," Proc. 7 Int. Symp. on Space Terahertz Technology, p.47, Charlottesville, Virginia, USA, March 1996.

[39] A. Karpov, J. Blondel, M.Voss, and K.Gundlach", IEEE Trans. Appl. Supercond., v.9, p.4456, 1999.

[40] G. Chattopadhyay, F. Rice, D. Miller, H.G. LeDuc, and J. Zmuidzinas,"A 530-GHz Balanced Mixer," IEEE Microwave and Guided Wave Lett., vol. 9, no. 11, pp.467-469, Nov. 1999.

[41] M. J. Wengler, "Submillimeter-Wave Detection with Superconducting Tunnel Diodes", Proc. of the IEEE, v.80, n.ll, 1992.

[42] G. de Lange, J. J. Kuipers, T.M. Klapwijk et al., J. Appl. Phys.,

vol. 77, p. 1795, 1995.

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

[44] C. Y. E. Tong, R. Blundell, S. Paine, D. C. Papa et al., "Design and characterization of 200-300 GHz fixed tuned SIS receiver," IEEE Trans, on Micr. Theory and Tech., v. 44, num.9, pp. 1548-1566, 1996.

[45] G. de Lange, J. J. Kuipers, T. M. Klapwijk et al., J. Appl. Phys., vol. 77, p. 1795, 1995.

[46] Belitsky V., Tarasov M. A., "SIS Junction Reactance Complete Compensation", IEEE Trans, on Magnetic, , MAG- 27, v. 2, pt. 4, pp. 26382641, 1991.

[47] 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.

[48] C.Y.E. Tong, L. Chen, and R. Blundell, "Theory of Distributed Mixing and Amplification in a Superconducting Quasi-Particle Nonlinear Transmission Line," IEEE Trans, on MTT., v. 45, num.7, pp. 1086-1092, 1997.

[49] M. J. Feldman and S. Rudner, "Mixing with SIS arrays", Reviews of IR and MM Waves, KJ.Button, Ed. N.York, Plenum, p.47, 1983.

[50] S. Shitov, M. Levitchev, A. Veretennikov, V. Koshelets et al, "Superconducting integrated receiver as 400-600 GHz tester for coolable device", IEEE Trans. Appl. Supercond., 11, n.l, pp. 832-835, 2001.

[51] H. van de Stadt et al, "An improved ITHz waveguide mixer",

iL

Proc. 7 Int. Symp. on Space Terahertz Technology, p.536, Charlottesville, Virginia, USA, March 1996.

[52] 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.

[53] H. G. LeDuc et al, "Submicron-area NbN/MgO/NbN tunnel

junctions for SIS mixer applications", IEEE Trans.Magn., 27, p.3192, 1991.

[54] B. Jackson, A. Baryshev, G. de Lange et al., "Low noise 1 THz SIS mixer incorporated a NbTiN/Si02/Al tuning circuit, " Appl. Phys. Lett., vol. 79, num.3, 2001.

[55] A. Karpov, D. Miller , F. Rice, J. Zmuidzinas et al.," Low noise 1.2 THz SIS receiver", Proc. 12th Int. Symp. on Space Terahertz Technology, p.21, San Diego, CA, USA, 2001.

[56] F. Arams, C. Allen, B. Beyton, E. Sard, "Millimeter mixing and detection in bulk InSb", Proc. IEEE, vol. 54, pp. 308-318, 1966.

[57] E. H. Putley, "Impurity Photocondactivity in n-type InSb", Proc. Phys. Soc.,, vol.76, p. 802, 1960.

[58] B. L. Altshuler and A.GAronov, in Modern Problems in Condenced matter Science, North-Holland Pub. Co. Amsterdam-NY, 1985.

[59] W. H. Parker, Phys.Rev. В 12, 3667, 1975.

[60] Гершензон E. M. Гершензон M. E., Гольцман Г. H., 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.

[61] Perrin and С. Vanneste, "Response of superconducting films to periodic optical irradiation", Phys. Rev. B28, 5150 (1983).

[62] N. Perrin and C. Vanneste, "Dynamic behavior of a superconductor under time-dependent external excitation", J.Physique. 48, 1311 (1987).

[63] Sergeev A. V., Reizer M. Yu. Photoresponse mechanisms of thin superconducting films and superconducting detectors. //Int. Journ. Modern Phys. B. 1996. VI0. №6. P.635-667.

[64] E. M. Gershenzon, M. E. Gershenzon, G. N. Gol'tsman, A. M. Lyul'kin, A. D. Semenov, "Electron-phonon interaction in ultrathin Nb films", Sov.J.JETP, v.70, pp.505-511, 1990.

[65] 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.3695-3697,1994.

[66] A. Rothwarf and B. N. Taylor, Phys.Rev.Lett. 19, 27, 1967.

[67] S. B. Kaplan, "Acoustic matching of superconducting films to substrates", J. Low.Temp.Phys., v.37, pp.343-365, 1979.

[68] S. Cherednichenko et al., Int. Symp. on Space THz Technology, Cambridge, USA, 245, 1997.

[69] J. W. Bremer, and V. E. Newhouse, Phys.Rev. Lett.,vol.l, p. 282, 1958.

[70] W. J. Skocpol, M. R. Beasley, and M. Tinkham, J. Appl. Phys., vol.45, p.4054, 1974.

[71] D. W. Floet, E. Miedema, T. M. Klapwijk, J. R. Gao, "Hotspot mixing: a framework for heterodyne mixing in superconducting hot electron bolometers", Appl. Phys. Lett. 74, 433,1999.

[72] D. W. Floet, T. M. Klapwijk, J. R. Gao, P. A. J. De Krote, "Bias dependence of the thermal time constant in diffusion-cooled hot electron bolometer mixers, Appl. Phys. Lett. 77,1719, 2000.

[73] H. Merkel, P. Khosropanah, D. W. Floet, P. Yagoubov et al.,"Conversion gain and fluctuation noise of phonon-cooled HEB in hot-spot model," IEEE Trans, on MTT., v. 48, no.4, pp. 690-699, 2000.

[74] A. Semenov, and H.-W. Huebers, "Bandwidth of Hot Electron Bolometer Mixer according to the Hot Spot Model," IEEE Trans. Appl. Supercond., vol.11, no.l,p. 196, 2001.

[75] E. M. Gershenzon, G. N. Gol'tsman, I. G. Gogidze, Y. P. Gousev, A. I. Elant'ev, B. S. Karasik, and A. D. Semenov, "Millimeter and submillimeter range mixer based on electronic heating of superconducting films in the resistive state, " Sov. Phys. Superconductivity, vol. 3, pp. 15821597, 1990.

[76] J. Mather, "Electrical self-heating calibration of nonideal bolometers," Appl. Optics., vol. 23, no. 18, pp. 3181-3183, Sept. 1984.

[77] B. Karasik and A. Elantiev, "Analysis of the noise performance of a hoh-electron superconducting bolometer mixer," in Proc. 6th Int. Symp. on Space THz Technology, USA, 1995, pp. 229-246.

[78] S. Cherednichenko et al., 8th Int. Symp. on Space THz Technology, Cambridge, USA, 245, 1997.

[79] D. V. Meledin, C.-Y. Edward Tong, R. Blundell, N. Kaurova, K. Smirnov, B. Voronov, G. Gol'tsman, "The sensitivity and IF bandwidth of waveguide NbN Hot Electron Bolometer mixers on MgO buffer layers over crystalline quartz," in Proc. 13th Int. Symp. on Space THz Technology, Cambridge, MA, USA, 2002, pp. 65-72.

[80] J. Kawamura, R. Blundell, C.E. Tong, G. Gol'tsman, E. Gershenzon, B. Voronov and S. Cherednichenko "Low noise NbN lattice-cooled superconducting hot-electron bolometric mixers at submillimeter wavelengths." Appl. Phys. Lett., 70(12), pp.1619-1621, 24 March, 1997.

[81] H. Ekstrom, B. Karasik, E. Kollberg, and S. K.Yngvesson, "Conversion Gain and Noise of Nb Superconducting Hot Electron Mixers," IEEE Trans. Microwave Theory Tech., vol. 43, pp. 938-947, 1995.

[82] 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).

[83] B. S. Karasik and A. I. Elantiev, Appl 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] S. Cherednichenko, M. Kroug, H. Merkel, E. Kollberg, D. Loudkov, K. Smirnov, B. Voronov, G. Gol'tsman, E. Gershenzon, "Local Oscillator Power Requirement and Saturation Effects in NbN HEB Mixers", Proc. of 12 Int. Symp. on Space Terahertz Technology, Cambridge, MA, March 2002, p. 273.

[86] C.-Y. Edward Tong , D. Meledin, D. Loudkov, J. Kawamura, N. Erickson, I. Mehdi, R. Blundell, and G. Gol'tsman, "A 1.5 THz Hot-Electron Bolometer Mixer Operated by a Planar Diode Based Local Oscillator," IEEE MTT-S Digest, pp. 751-754, Philadelphia, PA, June 2003.

[87] P. Yagoubov, M. Kroug, H. Merkel, E. Kollberg, G. Gol'tsman, A. Lipatov, S. Svechnikov, E. Gershenzon. "Quasioptical NbN Phonon-Cooled Hot Electron Bolometric Mixers with Low Optimal Local Oscillator Power." Proc. of Ninth International Symposium on Space Terahertz Technology, pp.131-140, 1998.

[88] Ivan Tretyakov, Sergey Ryabchun, Matvey Finkel, Anna Maslennikova, Natalia Kaurova, Anastasia Lobastova, Boris Voronov, and Gregory Gol'tsman «Low noise and wide bandwidth of NbN hot-electron bolometer mixers» Applied Physics Letters. - 2011 - 98 - p. 033507.

[89] D. V. Meledin, C.-Y. Edward Tong, R. Blundell, N. Kaurova, K. Smirnov, B. Voronov, G. Gol'tsman., "Study of the IF bandwidth of NbN HEB mixers based on crystalline quartz substrate with an MgO buffer layer", IEEE Trans. Appl. Supercond., vol.13, pp. 164-167, June 2003.

[90] Hubers H.-W. et al //Proc. 16th Int. Symp. Space THz Techn., p. 35, 2005.

[91] Gao, J. et al A novel terahertz heterodyne receiver based on a quantum cascade laser and a superconducting bolometer //Proc. 16th Int. Symp. Space THz Techn., p. 19, 2005.

[92] The sensitivity and IF bandwidth of waveguide NbN hot electron bolometer mixer on MgO buffer layers over crystalline quartz / D. Meledin, C. E. Tong, R. Blundell, N. Kaurova, K. Smirnov, B. Voronov, G. Gol'tsman // Proceedings of the 13th International Symposium on Space Terahertz Technology / Harvard University. - Cambridge, MA, USA: 2002. - p. 65.

[93] Gain bandwidth of phonon-cooled HEB mixer made of NbN thin film with MgO buffer layer on Si / Yury B. Vachtomin, Mtvey I. Finkel, Sergey V. Antipov, Boris M. Voronov, Konstantin V. Smirnov, Natalia S. Kaurova,

Vladimir N. Drakinski and Gregory N. Goltsman // Proceedings of the 13th International Symposium on Space Terahertz Technology / Harvard University. - Cambridge, MA, USA: 2002. - p. 259.

[94] E. Tong, J. Kawamura, T. Hunter, D. Papa, R. Blundell, F. Patt, G. Gol'tsman, E. Gershenzon, "Successful Operation of a 1 THz NbN Hot-Electron Bolometer Receiver," Proc.of 11th of Space Terahertz Technology, p.49-59, Ann Arbor, MI, USA, 2000.

[95] K. S. Yngvesson, T. L. Korzeniowski, Y. S. Kim, E .L. Kollberg, and J. F. Johansson, "The tapered slot antenna:- A new integrated element for millimeter-wave applications", IEEE Trans. Microwave Theory Tech., vol. 37, pp. 365-374, 1989.

[96] J. Kawamura, T. R. Hunter, C.-Y. Edward Tong, R. Blundell, D. C. Papa, W. Peters, T. Wilson, C. Henkel, G. Gol'tsman, E. Gershenzon, "Ground-based terahertz CO spectroscopy towards Orion", A&A 394, 271-274 (2002).

[97] A. Semenov, G. N. Gol'tsman, R. Sobolewski, "Hot-Electron Effect in Superconductors and Its Applications for Radiation Sensors", LLE Review, V 87, pp 134-152, 2002.

[98] M. Tinkham, Introduction to Superconductivity, Dover Publications Inc., New York, 2004.

[99] A. R. Kerr, "Suggestion for revised defenition of noise quantities, including quantum effects", IEEE Transaction on Microwave Theory and Techniques, 47(3): 325-9, 1999.

[100] А. И. Елантьев, В. С. Карасик, «Воздействие высокочастотного тока на резистивное состояние сверхпроводниковой плёнки Nb», Физика низких температур, Т. 15 № 7, с. 675 — 683, 1989.

[101] Неравновесный отклик тонких пленок NbN на излучение миллиметрового и оптического диапазонов / Е.М. Гершензон, Г.Н. Гольцман, Ю.П. Гусев, А.Д. Семенов // СФХТ. 1993. Т. 6, № 6. С. 1198.