Терагерцовая спектроскопия на основе джозефсоновских переходов из высокотемпературных сверхпроводников для исследования электромагнитных структур тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 01.04.03, кандидат наук Гундарева, Ирина Игоревна

• Гундарева, Ирина Игоревна
• кандидат наук
• 2013

Оглавление диссертации кандидат наук Гундарева, Ирина Игоревна

Содержание

Содержание

Введение

Глава 1. Обзор литературы

1.1. Электроника терагерцовых частот

1.2. Методы измерения характеристик электронных устройств в терагерцовой области частот

1.3. Нестационарный эффект Джозефсона

1.4. Джозефсоновская спектроскопия электромагнитного излучения в терагерцовом диапазоне частот

1.5. Спектральный анализ веществ и электромагнитных структур с использованием нестационарного эффекта Джозефсона

1.6. Изготовление джозефсоновских переходов для терагерцовой спектроскопии

1.7. Изменение параметров джозефсоновских переходов при отжиге в атмосфере кислорода и озоно-кислородной смеси

1.8. Постановка задачи

Глава 2. Оптимизация технологических методов изготовления джозефсоновских бикристаллических переходов из УВагСизОу.х

2.1. Введение

2.2. Изготовление переходов

2.3. Пленка из YBa2Cu307.x как основа высококачественного бикристаллического перехода из УВа2Сиз07.х

2.3.1. Оптимизация процедуры напыления тонких пленок из YBa2Cu307.x

2.3.2. Оптимизация подготовки подложек и выбор параметров напыления для пленок с вертикальной осью с

2.3.2.1. Морфология

2.3.2.2. Зависимости сопротивления от температуры

2.3.2.3.Вольт-амперные характеристики

2.3.3. Оптимизация подготовки подложек и выбор параметров напыления для пленок с наклонной осью с

2.3.3.1. Морфология

2.3.3.2. Зависимости сопротивления от температуры

2.3.3.3. Критические плотности токов

2.3.3.4. Вольт-амперные характеристики

2.4. Исследование характеристик бикристаллических переходов из УВа2Си307.х

2.4.1. Бикристаллические джозефсоновские переходы с вертикальными осями с

2.4.2. Бикристаллические джозефсоновские переходы с взаимонаклоненными осями с

2.5. Выводы

Глава 3. Низкотемпературный отжиг в вакууме и озоне

3.1. Введение

3.2. Методика отжига бикристаллических джозефсоновских переходов из УВагСизОу.х в атмосфере смеси озона и кислорода

3.3. Изменение вольт-амперных характеристик переходов после отжига в атмосфере смеси озона и кислорода

3.3.1. Влияние низкотемпературного отжига в смеси озона и кислорода на форму ВАХ бикристаллических джозефсоновских переходов

3.3.2. Влияние низкотемпературного отжига бикристаллических джозефсоновских переходов из УВа2Сиз07.х в озоно-кислородной смеси на электрические параметры 1С, Л,,, Ус

3.4. Отжиг бикристаллических джозефсоновских переходов из УВа2Си307..хв озоно-кислородной смеси и в вакууме

3.4.1. Обратимые изменения параметров бикристаллических джозефсоновских переходов

3.4.2. Необратимые изменения параметров бикристаллических джозефсоновских переходов

3.5. Анализ полученных результатов исходя из представлений о диффузии кислорода в УВа2Сиз07.х и зависимости транспортных свойств границы зёрен от концентрации кислорода

3.6. Выводы

Глава 4. Исследование электромагнитных характеристик микроструктур при помощи Джозефсоновской спектроскопии

4.1. Модификация статических характеристик бикристаллических джозефсоновских переходов под влиянием электромагнитного окружения

4.1.1. Постановка задачи

4.1.2. Независимый от частоты адмиттанс

4.1.3. Приближение слабой связи

4.1.4. Приближение большого тока

4.1.5. Модификация дифференциального сопротивления джозефсоновских переходов под влиянием электромагнитного окружения

4.1.6. Учёт влияния тепловых флуктуаций тока нормальных квазичастиц

4.1.7. Полоса перестройки по частоте джозефсоновского перехода как анализатора импеданса

4.2. Типы исследуемых электромагнитных структур

4.3. Экспериментальная установка для спектрального анализа электромагнитных структур

4.3.1. Общая схема установки

4.3.2. Блок терагерцовых измерений

4.3.3. Криогенное устройство

4.3.4. Устройство поддержания заданной температуры

4.3.5. Устройство управления частотной полосой

4.3.6. Устройство задания тока

4.3.7. Устройство аналоговой обработки выходного сигнала

4.3.8. Устройство управления и цифровой обработки выходного сигнала

4.3.9. Устройство синхронизации для усреднения сканов по времениЮО

4.4. Система джозефсоновский переход- антенна

4.5. Восстановление параметров эквивалентной схемы резонансной структуры

4.6. Восстановление частотной зависимости действительной части адмиттанса антенны

4.7. Исследование резонансных структур с нарушенной симметрией

4.8. Исследование электромагнитных потерь в материале ВТСП при помощи джозефсоновской адмиттансной спектроскопии

4.8.1. Влияние низкотемпературного отжига в смеси озона и кислорода на потери в материале ВТСП

4.8.2. Возбуждение внутренних колебательных степеней свободы в материале

4.9. Выводы

Заключение

Список сокращений

Список литературы

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Терагерцовая спектроскопия на основе джозефсоновских переходов из высокотемпературных сверхпроводников для исследования электромагнитных структур»

Введение

Актуальность темы исследования

Повышенный интерес к созданию и использованию электроники и методов спектроскопии в терагерцовом диапазоне частот наблюдается не только в физике твердого тела и физике высоких энергий, но и в биологии, медицине, системах безопасности. Этот диапазон, охватывающий область частот от 0.1 до 10 ТГц, является промежуточным между микроволновым и инфракрасным диапазонами и требует привлечения новых методов для разработки соответствующих устройств. В частности, нерешённой проблемой является характеризация активных и пассивных электронных компонент, таких как транзисторы, резонаторы, антенны и волноводные структуры при частотах свыше 100 ГГц.

Степень разработанности темы исследования

В настоящее время используется методика для измерения комплексного частотно-зависимого импеданса в субмиллиметровом диапазоне длин волн, основанная на использовании анализаторов цепей с полупроводниковыми умножителями частоты. Эта методика обладает рядом недостатков:

• диапазон перестройки по частоте разделён на отдельные частотные полосы, и переход от одной полосы к другой сопровождается заменой устройства расширения, механической перенастройкой волноводных трактов, изменением параметров калибровки и процедуры экстракции параметров исследуемого устройства;

• для сопряжения волноводных секций устройств расширения с объектами микронных и субмикронных размеров необходимо использовать достаточно дорогостоящие высокочастотные микрощупы;

• фактически измеренные данные соответствуют параметром объекта

на входах волноводных секций устройств расширения частотного диапазона, и необходима специальная процедура экстракции параметров измеряемого устройства из полученных данных, которая математически представляет собой решение некорректной задачи, при этом понижается точность и достоверность полученных результатов;

• сложность проведения калибровки измерительного оборудования при исследованиях охлаждаемых и криогенных устройств.

В качестве альтернативы для спектрального анализа электромагнитных структур делаются попытки использовать технику спектроскопии с разрешением по времени. Эта техника обеспечивает достаточно широкую частотную полосу, но требует использования ультракоротких импульсов излучения оптического диапазона от внешнего источника.

Цели и задачи работы

Среди современных новых подходов большой интерес представляет использование нестационарного эффекта Джозефсона в переходах из высокотемпературных сверхпроводников (ВТСП). Важными преимуществами устройств, функционирующих на основе джозефсоновских переходов (ДП), являются возможность быстрой перестройки частоты в широком диапазоне, а также возможность исследования электромагнитных характеристик изучаемого объекта "на кристалле", когда все сигналы терагерцовых частот сосредоточены в малом объеме вблизи джозефсоновского перехода и исследуемого объекта.

Целью настоящей работы явилась реализация метода джозефсоновской спектроскопии в терагерцовой области частот.

Для выполнения этой цели были решены следующие задачи:

• разработаны методы приготовления бикристаллических джозефсоновских переходов из ВТСП и оптимизация их свойств для терагерцовой спектроскопии;

• проведено экспериментальное исследование условий использования ВТСП переходов для спектроскопии электромагнитного окружения переходов.

Научная новизна результатов

Научной новизной обладают следующие из представленных в ней результатов:

1. Впервые было выяснено, что электрические параметры джозефсоновского

перехода могут изменяться обратимым образом при низкотемпературном отжиге в атмосфере озоно-кислородной смеси и в вакууме. Обратимое изменение происходит в диапазоне температур 20°С - 140°С. Отжиг при больших температурах приводит к необратимым изменениям электрических характеристик джозефсоновского перехода.

2. Была разработана методика восстановления спектральных характеристик

резонансных электромагнитных структур от частоты. Впервые была восстановлена зависимость действительной части адмиттанса широкополосной синусоидальной планарной антенны от частоты по изменению зависимости дифференциального сопротивления ДП от напряжения на переходе в диапазоне частот 0.06 до 1.2 ТГц.

3. Впервые показано, что при низкотемпературном отжиге в смеси озона и

кислорода электромагнитные потери в пленке из УВагСизОу.х уменьшаются. Это дает возможность получить выраженные особенности на зависимости Я^У) джозефсоновского перехода, связанные с электромагнитными резонансами, в частности, с фононными модами. При отжиге джозефсоновского перехода с наклонными осями с в смеси озона и кислорода удалось разрешить близкие фононные моды при напряжениях 9.40 мВ и 9.56 мВ, что соответствует частотам колебаний 151 см"1,153 см"1.

Практическая значимость работы

Практическую значимость представляют следующие результаты работы:

1. Проведена оптимизация процесса подготовки подложек из (110) ЫваОз,

благодаря чему были получены атомарно-гладкие поверхности. Процесс оптимизации параметров напыления позволил получить хороший эпитаксиальный рост пленок из УВа2Сиз07.х на подложках из N0803 и

7 2

высокие плотности критического тока пленок до 1.4 10 А/см . Выполненная оптимизация дала возможность повысить предельные токи, при которых можно наблюдать джозефсоновское поведение в бикристаллических ДП с взаимонаклоненными осями с, изготавливать переходы с необходимыми параметрами для исследований с помощью джозефсоновской спектроскопии, а также для исследований в области сильноточных применений сверхпроводников.

2. Процесс оптимизации параметров напыления и обработки поверхности

позволил получить высококачественные джозефсоновские переходы с взаимонаклоненными осями с с высокими значениями характерного напряжения Гс=/с7?,,=1 мВ, где /с - критический ток ДП, а Яп -сопротивление в нормальном состоянии. Вольт-амперные характеристики (ВАХ) полученных переходов описываются в рамках резистивной модели в диапазоне тока смещения от /с до 5/с, что позволяет успешно применять их в целях терагерцовой спектроскопии и детектирования.

3. Обнаружено, что форма вольт-амперных характеристик пленок из

УВагСизОу.х при токах выше критического 1С хорошо описывается формулой V- Уо(1/1с-1)" с величинами индексов п в диапазоне от 1.4 до 4.1 в зависимости от наклона оси с пленки и температуры отжига подложек в атмосфере кислорода, что позволяет получать пленки с заданными параметрами.

4. Было продемонстрировано закономерное изменение параметров

джозефсоновских бикристаллических переходов из ¥Ва2Сиз07.х - 1С и Яп (в 1.75 раза,), Ус (в 1.3 раза,) при отжиге переходов в смеси озона и кислорода, в вакууме и релаксации в воздухе при комнатной температуре, что позволяет осуществлять тонкую подстройку параметров ДП для оптимизации их характеристик при использовании в качестве детекторов и для спектрального анализа.

5. Разработанный метод измерения спектральных характеристик

электромагнитных структур позволяет, в частности, восстанавливать параметры эквивалентных схем пассивных элементов терагерцовой электроники в полосе частот до 1.2 ТГц, в которой другие методики испытывают значительные трудности.

Методология и методы исследования

Методология, использованная в работе, основана на том, что статические характеристики джозефсоновских переходов весьма чувствительны к электромагнитному окружению. Помещение джозефсоновского перехода в среду с дисперсией или подключение к схемным элементам с частотно-зависимыми характеристиками модифицирует форму джозефсоновских колебаний и приводит к изменению вольт-амперной характеристики перехода. Ранее было теоретически показано, что изменения вольт-амперной характеристики пропорциональны действительной части адмитганса ЯеУ(/~) внешней системы как функции

джозефсоновской частоты /. Это обстоятельство и было использовано для

спектроскопии окружения перехода с высокой чувствительностью по коэффициенту поглощения. Отклонения вольт-амперных характеристик перехода от резистивной модели могут быть связаны с резонансами антенн, присоединенных к переходу, резонансными модами в подложке или с фононными модами в подложке и пленочных берегах перехода. Для осуществления

джозефсоновской спектроскопии резонансных структур, присоединенных к переходу, необходимо было не только создать высококачественные джозефсоновские переходы с требуемыми параметрами, но и разработать методы управления параметрами уже изготовленных переходов.

Положения, выносимые на защиту

На защиту выносятся следующие положения:

1 Достижение высоких плотностей критических токову'с(78К) до 1.4 107 А/см2

у эпитаксиальных пленок, полученных методом распыления на подложках из ЫсЮаОз при оптимизации химической и термической обработки подложек.

2 Изготовление высококачественных УВа2Сиз07_х бикристаллических

джозефсоновских переходов с взаимонаклоненными осями с с высокими УС(78К) до 1 мВ и вольт-амперными характеристиками, которые описываются в рамках резистивной модели в диапазоне токов смещения от 1С до 5/с.

3. Методика обратимого изменения электрических параметров

бикристаллических джозефсоновских переходов из УВа2Сиз07_х, 1си Яп, при помощи низкотемпературного (до 140°С) отжига в озоне и вакууме.

4. Экспериментальный макет для варианта джозефсоновской спектроскопии, в

котором исходными данными являются зависимости дифференциального сопротивления перехода от напряжения.

5. Применение метода джозефсоновской спектроскопии для восстановления

спектральных зависимостей входного адмиттанса логопериодических антенн из ВТСП, как с идеальной периодичностью, так и с нарушенной симметрией, в диапазоне 65 - 1200 ГГц и восстановления полной эквивалентной схемы логопериодической антенны из ВТСП.

6. Применение метода джозефсоновской спектроскопии для исследования эволюции электромагнитных потерь в материале ВТСГТ при низкотемпературном отжиге в озоне.

Степень достоверности и апробация результатов

Достоверность полученных результатов подтверждена исследованиями на большом количестве УВа2Сиз07.х пленок и бикристаллических переходов, большим объемом измерений основных характеристик, использованием различных методов контроля параметров пленок и переходов, а также результатами теоретических расчетов и компьютерного моделирования; признанием полученных результатов научной общественностью при обсуждениях на научных семинарах, конференциях, а также положительными рецензиями статей при публикациях результатов в научных журналах. Основные результаты диссертации докладывались на 8 международных конференциях, в том числе в виде приглашённого доклада, а также занимали призовые места на конкурсе «Инновационные проекты молодых изобретателей и рационализаторов Московской области » в 2010 г., и Конкурсах молодых ученых им. И.В. Анисимкина ИРЭ РАН 2008г. и 2009г.

Глава 1. Обзор литературы

1.1. Электроника терагерцовых частот

В последнее время большой интерес к субтерагерцовому и терагерцовому диапазонам электромагнитного излучения проявляется со стороны микроэлектроники. Быстрое развитие технологии субмикронных структур позволило значительно расширить в субтерагерцовую область частотный диапазон полупроводниковых приборов, предназначенных для аналоговых и цифровых применений. Появилась возможность создавать полупроводниковые устройства субмикронных размеров, работающие при частотах до 1 ТГц. Так, была продемонстрирована работа транзистора с высокой подвижностью электронов из ¡ПоуОаозАэ с максимальной частотой генерации /тах=800 ГГц и максимальной частотой усиления тока/г=688 ГГц при комнатной температуре [1]. В [2] был представлен транзистор на двойных гетеропереходах 1пР ЬЮаАэ с частотой 7^=1.1 ТГц. Промышленностью выпускаются биполярные транзисторы на гетеропереходах 810е с частотой до 400 ГГц [3-5], также была

продемонстрирована работа транзистора такого типа с /тах =500 ГГц [6]. Появление подобных устройств даёт возможность многократно увеличить быстродействие вычислительных машин. Также активные полупроводниковые приборы с рабочими частотами до 1 ТГц позволяют создавать устройства передачи и приёма электромагнитных сигналов в терагерцовой области частот для применения в системах широкополосной связи и квазиоптических системах визуализации.

На основе транзисторов субтерагерцового диапазона частот выпускаются микросхемы усилителей, генераторов и цифровых устройств [7, 8], но в настоящее время их рабочие частоты не превосходят 200 ГГц. Трудности, возникающие при проектировании микросхем с более высокими рабочими частотами, связаны, в том числе, с отсутствием надежных методов измерения

схемотехнических параметров активных (транзисторов), и пассивных (подводящих линий, межсоединений, антенн) электромагнитных структур микронных и субмикронных размеров, наличие которых является принципиальным для терагерцовой электроники.

1.2. Методы измерения характеристик электронных устройств в терагерцовой области частот

Для измерения частотных зависимостей параметров электронных устройств наиболее распространённой практикой является использование анализаторов цепей на основе непрерывного излучения. Анализатор цепей содержит встроенный генератор, электромагнитное излучение которого подаётся на исследуемый объект. Частота генератора варьируется в широких пределах. Прошедшая и отражённая волны регистрируются детекторами, и из соотношения их амплитуд определяются характеристики исследуемого устройства на заданной частоте.

В настоящее время на рынке анализаторов цепей с частотой свыше 100 ГГц представлены следующие приборы:

•анализатор цепей миллиметрового диапазона N5251А фирмы Agilent [9]; •векторный анализатор цепей R&S®ZVA фирмы Rohde & Schwartz [10]; •векторный анализатор цепей VectorStar Broadband VNA МЕ7838А фирмы

Anritsu ЕМЕА [11]; •скалярный анализатор цепей WR-10 фирмы OML, Inc. [12]; •векторный анализатор цепей MVNA-8-350 фирмы АВ Millimetre [13].

Для характеризации транзисторов субтерагерцового диапазона [1] использовались данные измерений с помощью анализатора цепей Agilent в полосе частот до 60 ГГц, а при более высоких частотах использовались данные экстраполяции. Аналогично, в [2] экспериментальные данные приведены до частоты 105 ГГц и в [4] до 100 ГГц.

Большинство выпускаемых промышленно анализаторов цепей [9-13] в базовой конфигурации работают в диапазоне частот не более 125 ГГц. Для расширения частотного диапазона используются модули расширения фирмы Virginia Diodes [14]. Они основаны на диодных умножителях частоты. С их помощью становятся доступны следующие частотные полосы с частотами свыше 125 ГГц: устройство WR8.0 от 90 ГГц до 140 ГГц; устройство WR6.5 от 110 ГГц до 170; устройство WR5.1 от 140 ГГц до 220; устройство WR4.3 от 170 ГГц до 260; устройство WR3.4 от 220 ГГц до 330; устройство WR2.8 от 260 ГГц до 400; устройство WR2.2 от 325 ГГц до 500; устройство WR1.5 от 500 ГГц до 750; устройство WR1.0 от 750 ГГц до 1100 ГГц. Использование таких устройств позволяет расширить частотный диапазон приборов до 1.1 ТГц, но при этом переход от одной частотной полосы к другой сопровождается заменой устройства расширения, перенастройкой волноводного тракта, изменением калибровочных характеристик и параметров экстракции, что затрудняет или делает невозможным сканирование всего частотного диапазона в реальном времени.

При использовании промышленно выпускаемых анализаторов цепей [9-11] для анализа объектов терагерцовой микроэлектроники необходимы специальные согласующие устройства, обеспечивающие передачу сигналов между устройствами расширения, имеющими размеры до нескольких десятков сантиметров, и исследуемым объектом, имеющим размеры от долей мкм до десятков мкм. Для этого используются микрощупы фирмы Dominion MicroProbes, Inc.[15]. Максимальная частота, специфицированная для микрощупов, составляет 750 ГГц. При использовании микрощупов данные измерений соответствуют фактически параметрам на входах их волноводов. Для получения из них параметров исследуемого устройства необходимы предварительная калибровка с использованием калибровочных стандартов для каждого из частотных диапазонов и специальная математическая процедура экстракции параметров исследуемого устройства (deembedding [16]). Особенно эти процедуры усложняются при необходимости проведения спектральных исследований, в частности, антенн и соединительных структур широко распространённых охлаждаемых приёмников

дальнего инфракрасного диапазона, а также устройств на основе сверхпроводников [17] при низких температурах.

В соответствии с этим, векторный анализатор цепей N5251А [9] позволяет проводить измерения в диапазоне частот от 10 МГц до 110 ГГц за один цикл развёртки частоты. Он включает двух- или четырехпортовый анализатор цепей N5227A серии PNA, контроллер и модули расширения частотного диапазона. Развёртка частоты производится в следующих интервалах: 110-170 ГГц, 140-220 ГГц. 170-260 ГГц, 220-330 ГГц, 260-400 ГГц, 325-500 ГГц, 500-750 ГГц, 750-1100 ГГц.

Векторный анализатор цепей R&S®ZVA [10] позволяет проводить измерения в диапазоне частот от 10 МГц до 110 ГГц в базовой конфигурации. В зависимости от используемого устройства расширения частотного диапазона он обеспечивает измерения в четырёх частотных полосах до 500 ГГц:

Векторный анализатор цепей VectorStar Broadband VNA МЕ7838А [11] позволяет проводить измерения в диапазоне частот от 40 КГц до 125 ГГц. Прибор совместим с устройствами расширения частотного диапазона, но конкретные приборные конфигурации не специфицированы.

Скалярный анализатор цепей R10RFT [12] обеспечивает непосредственное измерение параметров Sn и Si2 в диапазоне частот 75-110 ГГц. Включает генератор гармоник с фильтрами, двунаправленное устройство связи, детекторы для измерений опорного, отражённого и прошедшего сигналов.

Векторный анализатор цепей MVNA-8-350 [13] обеспечивает измерение комплексного импеданса электромагнитных структур в миллиметровом и субмиллиметровом диапазонах длин волн электромагнитного излучения. Для получения комплексной функции отклика исследуемый объект вставляется в микроволновой сигнальный тракт между источником и детектором, причём детектор регистрирует амплитуду и фазу прошедшего сигнала в соответствии с оригинальной методикой, разработанной фирмой. Устройство использует генераторы гармоник, смесители и детекторы на диодах Шоттки. Прибор работает в следующих частотных полосах: 29-51 ГГц, 44-75 ГГц, 62-112 ГГц, 110-179 ГГц,

130-224 ГГц, 220-335 ГГц, 250-800 ГГц, 660-1000 ГГц. В устройстве не предусмотрена возможность локального исследования объекта, поэтому его использование ограничено в основном измерением частотных свойств веществ. Таким образом, представленные приборы обладают рядом недостатков.

Разрабатываются также альтернативные методы измерения частотных характеристик электромагнитных структур субмиллиметрового диапазона. В частности, методы, основанные на спектроскопии с разрешением по времени, использовались для исследования спектральных характеристик антенн в полосе частот от 10 ГГц до 500 ГГц [18, 19], а также для измерения характеристик транзисторов [20] в полосе частот от 0 до 100 ГГц. Эта методика требует использования внешнего источника оптических импульсов длительностью в несколько фемтосекунд. Кроме того, в настоящее время она является достаточно медленной, так как в процессе измерения требуется перестройка механической линии задержки.

Перспективными для исследования микрообъектов представляются методы измерения "на кристалле", в которых высокочастотная часть измерительной системы выполнена на одной подложке с исследуемым объектом, а на контактных площадках кристалла присутствуют только низкочастотные сигналы. При этом существенно упрощается схема согласования исследуемого объекта с измерительной системой и процедура экстракции параметров объекта из данных измерений. Первоначально такая методика была предложена для измерения транзисторов на частоте 4 ГГц, а позже реализована для субтерагерцового диапазона частот [21]. Многоконтактный рефлектометр для измерения импеданса [21] представляет собой микроэлектронную структуру, собранную на той же пластине, что и исследуемый объект, и состоит из генератора с частотой, управляемой напряжением микрополосковой линии и четырёх детекторов. Устройство изготовлено по технологии С В1СМ08 и занимает 0.54 мм2.

Была продемонстрирована его работа на частоте 122 ГГц. Максимально достижимая частота определяется частотными характеристиками транзисторов и не превосходит 190 ГГц. Представленная методика позволяет производить

локальные измерения с высокой точностью без использования внешних дорогостоящих векторных анализаторов цепей.

Таким образом, для дальнейшего развития микроэлектроники терагерцовых частот необходим поиск новых принципов локального спектрального анализа пассивных и активных электромагнитных структур. В настоящей работе исследуется возможность использования в этих целях нестационарного эффекта Джозефсона.

1.3. Нестационарный эффект Джозефсона

Эффект Джозефсона связан с туннелированием куперовских пар через область с подавленной сверхпроводимостью между двумя сверхпроводящими электродами (слабую связь). Такая система называется джозефсоновским переходом. При наличии ненулевого постоянного напряжения V на ДП через него протекает переменный ток, частота которого V связана с напряжением соотношением Джозефсона:

уО)

и '

где е- заряд электрона, а И - постоянная Планка. Это явление носит название нестационарного эффекта Джозефсона [22, 23]. Таким образом, ДП является генератором электромагнитных колебаний, частота которого управляется напряжением смещения. Напряжение смещения возникает при туннелировании нормальных квазичастиц, которые всегда присутствуют в сверхпроводниках при не равной 0 температуре Т. В общем случае полный ток, протекающий через ДП, нельзя разделить на сверхпроводящую и нормальную компоненты, статические и динамические характеристики ДП зависят от деталей механизма слабой связи и могут быть получены только из микроскопической теории. Однако ряд типов слабых связей допускает такое разделение. К этим типам относятся все слабые связи при температуре, близкой к критической, слабые связи с искусственным шунтированием нормальным металлом, а также наиболее перспективные с точки

зрения терагерцовой электроники ДП на границах зёрен некоторых высокотемпературных сверхпроводников [24]. Такие ДП описываются достаточно простой феноменологической моделью (резистивная модель), в которой динамика ДП определяется двумя вычисляемыми из эксперимента параметрами: критическим током /с и сопротивлением в нормальном состоянии Rn. При этом ДП представляется в виде эквивалентной схемы, изображённой на Рисунке 1.

7S=/sin ф

I

К

Рисунок 1. Эквивалентная схема ДП в простейшем варианте резистивной модели. Уравнение, описывающее ДП в этом случае, выглядят следующим образом:

ь ¿в , , Л , (2)

2 еЯп сИ ' '

где и время, в = л/2+ф, ср - джозефсоновская разность фаз а /{• - ток, связанный с тепловыми флуктуациями тока нормальных квазичастиц. Зависимость флуктуационного тока от времени представляет собой гауссов случайный процесс:

(1/(01/(0) = 2уГ;5(1-Г). (3)

где у = ^пекТЯг/Мс, Т — температура, 8(1) - <5-функция Дирака, угловые скобки означают усреднение по ансамблю.

Если задан постоянный ток смещения />/с через ДП, то на переходе наблюдается переменное напряжение, задаваемое следующим выражением:

= (4)

2 е Ж

Из (2) и (4) следует, что при />>/с напряжение на ДП имеет вид:

у(1) = У + У СОБ^У (5)

где У- напряжение смещения на ДП. характерное напряжение ДП, а

2 еУ

го, =- - джозефсоновская частота, связанная с У в соответствии с (1).

Л

Напряжение смещения является усреднённым по времени значением напряжения на ДП и измеряется при получении статической вольт-амперной характеристики У(Г) ДП. В рассматриваемом предельном случае У=Шп. Можно показать, что в отсутствие тепловых флуктуаций ВАХ ДП в резистивной модели имеет следующий вид:

У= О, К1С

,- (6)

У = л1Г-^-У;,1>/с

Под воздействием внешнего электромагнитного сигнала на ДП возникает отклик напряжения смещения ЗУ, который, в свою очередь, вызывает изменение частоты ¿>й>/ и, соответственно, фазы колебаний напряжения на ДП. В нелинейных системах такого типа происходит явление синхронизации [25], проявляющееся в подстройке частоты собственных колебаний системы к частоте внешнего воздействия. В ДП синхронизация с внешним сигналом проявляется, в частности, в виде ступенек Шапиро на ВАХ при напряжении, соответствующем частоте сигнала. На этом явлении основана джозефсоновская спектроскопия.

1.4. Джозефсоновская спектроскопия электромагнитного излучения в терагерцовом диапазоне частот

Применение обычных сверхпроводников в терагерцовом диапазоне частот не получило широкого распространения. Это связано с ограничениями по частоте, накладываемыми величиной энергетической щели Л. Эффективная работа сверхпроводниковых электронных устройств возможна до частот порядка 2Л/к, при которых начинается интенсивная генерация нормальных квазичастиц. Наибольшие успехи в этой области были достигнуты при использовании интегральных гетеродинных приёмников на основе №) (24//г=746 ГГц) и 1ЧЬК

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Гундарева, Ирина Игоревна, 2013 год

Список литературы

1. Kim, D. Н. f(T)=688 GHz and f(max)=800 GHz in L-g=40 nm InO.7GaO.3As MHEMTs with g(m_max) >2.7 mS/mu m /D. H. Kim, B. Brar, J. A. del Alamo //2011 Ieee International Electron Devices Meeting (Iedm). - 2011.

2. Urteaga, M. 130nm InP DHBTs with ft >0.52 THz and fmax >l.lTHz /М. Urteaga, R. Pierson, P. Rowell //Ieee . - 2011. - C. 281-282.

3. Khater, M. Pushing the Performance Limits of SiGe HBTTechnology /М. Khater, T. Adam, J.-S. Jae-Sung Rieh et al. //ECS Transactions. - 2006. - T. 3. - C. 341353.

4. Avenier, G. 0.13 mu m SiGe BiCMOS Technology Fully Dedicated to mm-Wave Applications /G. Avenier, M. Diop, P. Chevalier, G. Troillard, N. Loubet, J. Bouvier, L. Depoyan, N. Derrier, M. Buczko, C. Leyris, S. Boret, S. Montusclat, A. Margain, S. Pruvost, S. T. Nicolson, К. H. K. Yau, N. Revil, D. Gloria, D. Dutartre, S. P. Voinigescu, A. Chantre //Ieee Journal of Solid-State Circuits. - 2009. - T. 44. - C. 2312-2321.

5. Lacave, T. Vertical Profile Optimization for +400 GHz f(MAX) Si/SiGe:C HBTs /Т. Lacave, P. Chevalier, Y. Campidelli, M. Buczko, L. Depoyan, L. Berthier, G. Avenier, C. Gaquiere, A. Chantre //2010 Ieee Bipolar/Bicmos Circuits and Technology Meeting (Bctm). - 2010. - C. 49-52.

6. Zerounian, N. 500 GHz cutoff frequency SiGeHBTs /N. Zerounian, F. Aniel, B. Barbalat, P. Chevalier, A. Chantre //Electronics Letters. - 2007. - T. 43. - C. 774-775.

7. Samoska, L. A. An Overview of Solid-State Integrated Circuit Amplifiers in the Submillimeter-Wave and THz Regime /L. A. Samoska //Ieee Transactions on Terahertz Science and Technology. - 2011. - Т. 1. - C. 9-24.

8. Sarmah, N. 160-GHz Power Amplifier Design in Advanced SiGe HBT Technologies With P-sat in Excess of 10 dBm /N. Sarmah, P. Chevalier, U. R. Pfeiffer //Ieee Transactions on Microwave Theory and Techniques. - 2013. - T. 61. - C. 939947.

9. N5251А Анализатор цепей миллиметрового диапазона. - Режим доступа: http://www.home.agilent.com/ru/pd-1909286-pn-N5251 A/millimeter-wave-network-analyzer?nid=-536902643.958548&cc=RU&lc=rus. - Загл. с экрана.

10. R&S®ZVA Vector Network Analyzers. - Режим доступа: http://www.rohde-schwarz.com/en/product/zva-productstartpage_63493-9660.html. Загл. с экрана.

11. VectorStar Broadband VNA МЕ7838А.

12. Scalar Network Analyzer. - Режим доступа: http://www.omlinc.com/products/specialty-products/scalar-network-analyzer.html. Загл. с экрана.

13. General introduction to the MVNA-8-350 vector network analyzer. - Режим доступа: http://www.abmillimetre.com/Products.htm. - Загл. с экрана.

14. Vector Network Analyzer Extension Modules. - Режим доступа: http://vadiodes.com/index.php?option=com_content&view=article&id=274:vna-extenders&catid=30:vna. - Загл. с экрана.

15. Dominion MicroProbes, Inc. - Режим доступа: http://dmprobes.com/ProductsDMPI.html. - Загл. с экрана.

16. Yau, К. Н. К. Device and 1С Characterization Above 100 GHz /К. H. К. Yau, Е. Dacquay, I. Sarkas, S. P. Voinigescu //Ieee Microwave Magazine. - 2012. - T. 13.-C. 30-54.

17. Zannoni, M. Measurement Accuracy of S-parameters in W band at Cryogenic Temperature /М. Zannoni, A. Bau, M. Gervasi, A. Passerini, S. Spinelli, A. Tartari, G. Sironi //35th International Conference on Infrared, Millimeter, and Terahertz Waves (Irmmw-Thz 2010). - 2010.

18. Gitin, M. M. Broad-Band Characterization of Millimeter-Wave Log-Periodic Antennas by Photoconductive Sampling /М. M. Gitin, F. W. Wise, G. Arjavalingam, Y. Pastol, R. C. Compton //Ieee Transactions on Antennas and Propagation. - 1994. - T. 42. -C. 335-339.

19. Mendis, R. Spectral characterization of broadband THz antennas by photoconductive mixing: Toward optimal antenna design /R. Mendis, C. Sydlo, J. Sigmund, M. Feiginov, P. Meissner, H. L. Hartnagel //Ieee Antennas and Wireless Propagation Letters. - 2005. - T. 4. - C. 85-88.

20. Beck, A. Sub-picosecond time-domain measurement of heterojunction bipolar transistors and photodiodes /А. Beck, J. F. Lampin. M. Zaknoune, L. Desplanque, F. Mollot //Conference Digest of the 2006 Joint 31st International Conference on Infrared and Millimeter Waves and 14th International Conference on Terahertz Electronics. - 2006. - C. 510-510.

21. Laemmle, B. A 122-GHz multiprobe reflectometer tor dielectric sensor readout in SiGe BiCMOS technology /В. Laemmle, K. Schmalz, C. Scheytt, et al. //Compound Semiconductor Integrated Circuit Symposium (CSICS). - 2011. - C. 255258.

22. Лихарев, K.K. Введение в динамику джозефсоновских переходов /Лихарев, К. К.; М.: Наука, 1985. - 320 с.

23. Лихарев, К.К. Системы с джозефсоновскими контактами /К. К. Лихарев, Б. Т. Ульрих. - М.: МГУ, 1978.

24. Hilgenkamp, H Grain boundaries in high- Tc superconductors /Н. Hilgenkamp, J. Mannhart //Rev. Mod. Rhys. - 2002. - T. 74. - C. 485 - 549.

25. Pikovsky, A. Synchronization A universal concept in nonlinear sciences /А. Pikovsky, M. Rosenblum, J. Kurths. - Cambridge university press, 2001. - C. 411.

26. Кошелец, В.П. Сверхпроводниковые интегральные наноструктуры для приема и генерации в терагерцовом диапазоне /В. П. Кошелец et al. //Вестник РФФИ.-2012.-Т. 1: - С. 73.

27. Li, М. Y. Linewidth dependence of coherent terahertz emission from Bi2Sr2CaCu208 intrinsic Josephson junction stacks in the hot-spot regime /М. Y. Li, J. Yuan, N. Kinev, J. Li, B. Gross, S. Guenon, A. Ishii, K. Hirata, T. Hatano, D. Koelle, R. Kleiner, V. P. Koshelets, H. B. Wang, P. H. Wu //Physical Review B. - 2012. - T. 86.

28. Poole, C.P. Handbook of superconductivity /Poole C.P., Jr. Academic Press, 2000. -C. 693.

29. Scalapino, D. J. The Case for D(X(2)-Y(2)) Pairing in the Cuprate Superconductors /D. J. Scalapino //Physics Reports-Review Section of Physics Letters. -1995. -T. 250. -C. 330-365.

30. Divin, Y. Y. Terahertz spectroscopy based on high-Tc Josephson junctions /Y. Y. Divin, U. Poppe, I. M. Kotelyanskii, V. N. Gubankov, K. Urban //Journal of Communications Technology and Electronics. - 2008. - T. 53. - С. 1137-1152.

31. Divin, Y.Y. Bicrystal Josephson junctions for terahertz Hilbert-transform spectroscopy. /Y. Y. Divin, I.M. Kotelyanskii, V.N. Gubankov //Journal of Communications Technology and Electronics. - 2003. - T. 48(10). - С. 1137-1147.

32. Xu, W. W. Extraction of the spectral information of terahertz signals using superconducting Josephson junction /W. W. Xu, J. Chen, L. Kang, Р/ H. Wu //Science China-Technological Sciences. - 2010. - T. 53. - C. 1247-1251.

33. Шульман, А.Я. Гильберт-спектроскопия на основе нестационарнрго эффекта Джозефсона /А. Я. Шульман, Е.Л. Косарев, М.А. Тарасов //Радиотехника и электроника. - 2003. - Т. 48(10). - С. 1238-1249.

34. Divin, Y. Hilbert spectral analysis of THz radiation sources by high-T-c Josephson detectors /У. Divin, M. Lyatti, U. Poppe //Superconductivity Centennial Conference 2011. -2012. - T. 36. - C. 166-171.

35. Shirotov, V. V. Far-infrared broadband measurements with Hilbert spectroscopy /V. V. Shirotov, У. Y. Divin, K. Urban //Physica C-Superconductivity and Its Applications. - 2002. - T. 372. - C. 454-456.

36. Shirotov, V. V. Frequency-selective Josephson detector: Power dynamic range at subterahertz frequencies /V. V. Shirotov, Y. Y. Divin //Technical Physics Letters. - 2004. - T. 30. - C. 522-524.

37. Дивин, Ю.Я. Спектроскопия некогерентного излучения с помощью эффекта Джозефсона /Ю. Я. Дивин, О. Ю. Полянский, А. Я. Шульман //Письма в Журнал технической физики. - 1980. - Т. 6(17). - С. 1056-1061.

38. Lyatti, М. Liquid identification by Hilbert spectroscopy /М. Lyatti, Y. Divin, U. Poppe, K. Urban //Superconductor Science & Technology. - 2009. - T. 22.

39. Tarasov, M. Terahertz spectroscopy with a Josephson oscillator and a SINIS bolometer /М. Tarasov, L. Kuz'min, E. Stepantsov, I. Agulo, A. Kalabukhov, M. Fominskii, Z. Ivanov, T. Claeson //Jetp Letters. - 2004. - T. 79. - C. 298-303.

40. Tarasov, M. Submillimeter-wave quasioptical integrated tester based on bicrystal Josephson junctions /М. Tarasov, E. Stepantsov, T. Lindstrom, A. Lohmus, Z. Ivanov //Physica C-Superconductivity and Its Applications. - 2002. - T. 372. - C. 347350.

41. Silver, A. H. Multiple Quantum Resonance Spectroscopy through Weakly Connected Superconductors /А. H. Silver, J. E. Zimmerman //Applied Physics Letters. -1967. -T. 10. -C. 142-145.

42. Puma, M. Temperature Dependence of Structure on I-V Curves of Superconducting Point Contacts /М. Puma, B. S. Deaver //Applied Physics Letters. -1971.-T. 19.-C. 539-541.

43. Ulrich, В. T. Josephson Junction Millimeter Microwave Source and Honodyne Detector /В. T. Ulrich, E. O. Kluth //Proceedings of the Ieee. - 1973. - T. 61. -C. 51-54.

44. Chen, J. Response properties at 2.525 terahertz using high-T-C Josephson junctions on silicon biciystal substrates /J. Chen, E. Kobayashi, K. Nakajima, T. Yamashita. S. Linzen, F. Schmidl, P. Seidel //Ieee Transactions on Applied Superconductivity. - 1999. - T. 9. - C. 4479-4482.

45. Winkler, D. Electromagnetic Properties at the Grain-Boundary Interface of a YBa2Cu307.4Bicrystal Josephson-Junction /D. Winkler, Y. M. Zhang, P. A. Nilsson, E. A. Stepantsov, T. Claeson //Physical Review Letters. - 1994. - T. 72. - C. 1260-1263.

46. Edstam, J. Josephson broadband spectroscopy to 1 THz /J. Edstam, H. Olsson //Applied Physics Letters. - 1994. - T. 64. - C. 2733-2735.

47. Артеменко, C.H. О чувствительности метода спектроскопии на основе эффекта Джозефсона. /С. Н. Артеменко //Радиотехника и электроника. - 1973. - Т. 18(1).-С. 1997-1999.

48. Волков, О.Ю. Эквивалентная схема джозефсоновского перехода с интегрированной антенной в терагерцовой области частот. /О. Ю. Волков //Журнал Радиоэлектроники. - 2013. - Т. 59(3). С. 11.

49. Divin, Y. Josephson Spectroscopy of Terahertz Losses in [100]-tilt YBa2Cu307_x Bicrystal Junctions /Y. Divin, M. Lyatti //8th European Conference on Applied Superconductivity (Eucas'07). - 2008. - C. 97.

50. Shadrin, P. M. Submicrometer electrical imaging of grain boundaries in high-7"c thin-film junctions by laser scanning microscopy /P. M. Shadrin, Y. Y. Divin //Physica C. - 1998. - T. 297. - C. 69-74.

51. Shadrin, P. M. Comparative study of electron and laser beam scanning for local electrical characterization of high-rc thin films and junctions /P. M. Shadrin, Y. Y. Divin, S. Keil, J. Martin, R. P. Huebener //Ieee Transactions on Applied Superconductivity. - 1999. - T. 9. - C. 3925-3928.

52. Divin, Y. Towards "ideal" high-T^ Josephson junction: [100]-tilt YBa2Cu307. x bicrystal boundary /Y. Divin, U. Poppe //Superconductivity Centennial Conference 2011. - 2012. - T. 36. - C. 42-47.

53. Claus, H. Critical current of grain boundaries in YBa2Cu307.x bicrystal films as a function of oxygen concentration /H. Claus, B. Ma, A. P. Paulikas, R. Nikolova, B. W. Veal, Q. X. Jia, U. Welp, K. E. Gray //Physical Review B. - 2007. - T. 76.

54. Claus, H. Reversible oxidation and critical current of YBa2Cu30x coated conductors /H. Claus, K. K. Uprety, B. Ma, A. P. Paulikas, V. K. Vlasko-Vlasov, U. Welp, B. W. Veal, K. E. Gray //Physica C-Superconductivity and Its Applications. -2004.-T. 416.-C. 1-10.

55. Eisenmenger, J. Reversible laser annealing on YBa2Cu307.x thin films /J. Eisenmenger, R. Steinke, C. Brand, S. Kambach, M. Hoffmann, C. Bechinger, P. Leiderer //Laser Physics. - 1997. - T. 7. - C. 349-355.

56. Mori, Z. Oxygen diffusion in c-axis oriented YBa2Cu307.x thin films /Z. Mori, T. Doi, Y. Hakuraku //Journal of Applied Physics. - 2011. - T. 110.

57. Strickland. N. M. Oxygen loading in second-generation high-temperature superconductor tapes /N. M. Strickland, G. V. M. Williams, A. Semwal, D. T. Verebelyi, W. Zhang//Current Applied Physics. - 2006. - T. 6. - C. 511-514.

58. Tsukui, S. Oxygen and cation diffusion in УВа2Сиз07_х coated conductors /S. Tsukui, R. E. Koritala, M. Li, К. C. Goretta, A. Adachi, J. E. Baker, J. L. Routbort //Physica C-Superconductivity and Its Applications. - 2003. - T. 392. - C. 841-846.

59. Williams, R. K. Oxidation Induced Decomposition of YBa2Cu307_x /R. K. Williams, К. B. Alexander, J. Brynestad, T. J. Henson, D. M. Kroeger, Т. B. Lindemer, G. C. Marsh, J. O. Scarbrough, E. D. Specht //Journal of Applied Physics. - 1991. - T. 70.-C. 906-913.

60. Conder, K. Oxygen diffusion in the superconductors of the YBa2Cu307.x family: isotope exchange measurements and models /К. Conder //Materials Science & Engineering R-Reports. - 2001. - T. 32. - C. 41-102.

61. Presland, M. R. General Trends in Oxygen Stoichiometry Effects on Tc in Bi and T1 Superconductors /М. R. Presland, J. L. Tallon, R. G. Buckley, R. S. Liu, N. E. Flower//Physica С. - 1991. - Т. 176. - С. 95-105.

62. Gross, R. Grain boundaries in high temperature superconductors: A retrospective view /R. Gross //Physica C-Superconductivity and Its Applications. -2005. -T. 432. -C. 105-115.

63. Sydow, J.P. Modified role of oxygen in stressed YBa2Cu307-x superconducting system: дне. на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук. Cornel University, 1990. - 543 с.

64. Sydow, J. P. Basal plane oxygen vapor pressure of Co-doped YBa2Cu307_x /J. P. Sydow, R. A. Buhrman, В. H. Moeckly //Applied Physics Letters. - 1998. - T. 72. -C. 3512-3514.

65. Лятти, М.В. Детекторные характеристики YBa2Cu307.x бикристаллических джозефсоновских переходов с взаимнонаклоненными осями [001] в терагерцовой области частот: дис. на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук. М, 2006. - 160 с.

66. Divin, Y. Y. Structural and electrical properties of YBa2Cu307_x [100]-tilt grain boundary Josephson junctions with large /c7?„-products on SrTi03 bicrystals /Y. Y. Divin, U. Poppe, C. L. Jia, P. M. Shadrin, K. Urban //Physica C-Superconductivity and Its Applications. - 2002. - T. 372. - С. 115-118.

67. Leca, V. Heteroepitaxial growth of copper oxide superconductors by pulsed laser deposition: дис. на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук. Enschede, Printpartners Ipskamp, 2003.

68. Poppe, U. Low-Resistivity Epitaxial YBa2Cu307.x Thin-Films with Improved Microstructure and Reduced Microwave Losses /U. Poppe, N. Klein, U. Dahne, H. Soltner, C. L. Jia, B. Kabius, K. Urban, A. Lubig, K. Schmidt, S. Hensen, S. Orbach, G. Muller, H. Piel //Journal of Applied Physics. - 1992. - T. 71. - C. 5572-5578.

69. Divin, Y. Y. Epitaxial YBa2Cu307.x Thin-Films with Tilted c-Axis Orientation /Y. Y. Divin, U. Poppe, J. W. Seo, B. Kabius, K. Urban //Physica C-Superconductivity and Its Applications. - 1994. - T. 235. - C. 675-676.

70. Mozhaev, P. B. Morphology, structure, and electrical properties of YBa2Cu307_x, thin films on tilted NdGa03 substrates, deposited by DC-sputtering /Р. B. Mozhaev, I. M. Kotelyanskii, V. A. Luzanov, J. E. Mozhaeva, T. Donchev, E. Mateev, T. Nurgaliev, I. K. Bdikin, B. Z. Narymbetov //Physica C-Superconductivity and Its Applications. - 2005. - T. 419. - C. 53-60.

71. Dirsyte, R. Surface termination of the NdGa03(110) /R. Dirsyte, J. Schwarzkopf, G. Wagner, J. Lienemann, M. Busch, H. Winter, R. Fornari //Applied Surface Science. - 2009. - T. 255. - C. 8685-8687.

72. Koch, R. H. Experimental-Evidence for Vortex-Glass Superconductivity in YBa2Cu307_x /R. H. Koch, V. Foglietti, W. J. Gallagher, G. Koren, A. Gupta, M. P. A. Fisher//Physical Review Letters. - 1989. - T. 63. - C. 1511-1514.

73. Afanasev, A. S. Size Effects in the Conductivity of Thin-Film Bridges of High-Temperature Superconductors /А. S. Afanasev, V. N. Gubankov, Y. Y. Divin, P. M. Shadrin //Jetp Letters. - 1989. - T. 49. - C. 776-780.

74. Cohen, L. F. Open questions in the magnetic behaviour of high-temperature superconductors /L. F. Cohen, H. J. Jensen //Reports on Progress in Physics. - 1997. - T. 60.-C. 1581-1672.

75. Лунин, В.В. Физическая химия озона /В. В. Лунин, М. П. Попович, С. Н. Ткаченко. - М.: Издательство МГУ, 1998. - 480 с.

76. Andreev, А. V. Josephson Effects in YBa2Cu307-x Grain-Boundary Junctions on (001) NdGa03 Bicrystal Substrates /А. V. Andreev, Y. Y. Divin, V. N. Gubankov, I. M. Kotelyanskii, V. B. Kravchenko, S. G. Zybtsev, E. A. Stepantsov //Physica C-Superconductivity and Its Applications. - 1994. - T. 226. - C. 17-22.

77. Volkov, O.Y. Characterization of Therahertz Planar Antenna by Josephson Admittance Spectroscopy /О. Y. Volkov, Y. Y. Divin, V. N. Gubankov, 1.1. Gundareva, V. V. Pavlovskiy //12 International Conference for Young Researchers. Wave Electronics and Its Applications in the Information and Telecommunication Systems. -2009.

78. Volkov, O.Y. Spectral features of terahertz resonant system in fine structure of the dc characteristics of bycristal YBa2Cu307_x Josephson junctions /О. Y. Volkov, Y. Y. Divin, V. N. Gubankov //XIII International Conference for Young Researchers. Wave electronics and its applications in the information and telecommunication systems. -2010. - C. 37.

79. Volkov, О. Y. Spectral analysis of subterahertz resonant system by Josephson admittance spectroscopy /О. Y. Volkov, Y. Y. Divin, V. N. Gubankov, I. 1. Gundareva, V. V. Pavlovskiy //35th International Conference on Infrared, Millimeter, and Terahertz Waves (Irmmw-Thz 2010). - 2010.

80. Volkov, O. Y. Josephson admittance spectroscopy application for frequency analysis of broadband THz antennas. /О. Y. Volkov, Y. Y. Divin, V. N. Gubankov, I. I. Gundareva, V. V. Pavlovskiy //9th European Conference on Applied Superconductivity (Eucas 09). - 2010. - C. 234.

81. Volkov, O. Y. Josephson admittance spectroscopy of log-periodic antenna at the submillimeter wavelength range /О. Y. Volkov, Y. Y. Divin, V. N. Gubankov, I. I. Gundareva, V. V. Pavlovskiy //Journal of Communications Technology and Electronics. - 2009.-T. 54.-C. 1310-1314.

82. Volkov, O. Y. Characterization of Terahertz Planar Antenna by Josephson Admittance Spectroscopy /О. Y. Volkov, Y. Y. Divin, V. N. Gubankov, 1.1. Gundareva, V. V. Pavlovskiy //2009 34th International Conference on Infrared, Millimeter, and Terahertz Waves, Vols 1 and 2. - 2009. - C. 15-16.

83. Divin, Y. Y. Josephson Spectral Analysis of Log-periodic Antenna /Y. Y. Divin, V. N. Gubankov, I. I. Gundareva, O. Y. Volkov, V. V. Pavlovskiy //Euroflux 2009.-2009.

84. Гундарева, И.И. Применение джозефсоновской адмиттансной спектроскопии для исследования характеристик антенны в субмиллиметровом диапазоне длин волн /И. И. Гундарева, В.Н. Губанков //Нелинейный мир. - 2010. -Т. 8(2). - С. 126.

85. Павловский, В.В. Моделирование электромагнитной резонансной системы с джозефсоновским переходом /В. В. Павловский //Журнал Радиоэлектроники. - 2013. - Т. 59(3). - С. 11.

86. Volkov, О. Y.Terahertz Characterization of External Resonant Systems by High-Tc Josephson Junctions / O. Y. Volkov, Y. Y. Divin, V. N. Gubankov, I. I. Gundareva, V. V. Pavlovskiy //Ieee Transactions on Applied Superconductivity. - 2011. -T. 21. - C. 306-310.

87. Gundareva, 1. 1. Evolution of Electrical and Electrodynamic Properties of YBa2Cu307.x В ¡crystal Josephson Junctions With Oxygen Loading /I. 1. Gundareva, O. Y. Volkov, M. V. Lyatti, Y. Y Divin, V. N. Gubankov, V. V. Pavlovskiy //Ieee Transactions on Applied Superconductivity. - 2011. - T. 21. - C. 147-150.

88. Найфэ, А. Введение в методы возмущений /Найфэ, А.; М.: Мир, 1984. -

535 с.

89. Volkov, A. F. External Circuit Impedance Influence on Current-Voltage Characteristic of Josephson Junction /А. F. Volkov //Radiotekhnika I Elektronika. -1972.-T. 17.-C. 2581-2583.

90. Rumsey, V.H. Frequency independent antennas /Rumsey, V.H.; N.Y.: Academic Press, 1966. - C. 114-118.

91. Milligan, T. Antenna designer's notebook - Editor's note /Т. Milligan //Ieee Antennas and Propagation Magazine. - 2005. - T. 47. - С. 110-110.

92. Divin, Y. Y. Hilbert-transform spectroscopy with high-J^ Josephson junctions: First spectrometers and first applications /Y. Y. Divin, U. Poppe, K. Urban, O. Y. Volkov, V. V. Shirotov, V. V Pavlovskii, P. Schmueser, К Hanke, M Geitz, M Tonutti //Ieee Transactions on Applied Superconductivity. - 1999. - T. 9. - C. 33463349.

93. Гундарева, И. И. Усилитель с резонансным трансформатором для измерения особенностей вольтамперной характеристики бикристаллических джозефсоновских переходов из ВТСП-материалов /И. И. Гундарева //Нелинейный мир. - 2009. - Т. 7(6).-С. 491.

94. Режим доступа: www,agilent.com. - Загл. с экрана.

95. Berichte des Forschungszentrums Jülich: отчет о НИР / Berichte des Forschungszentrums Jülich; исполн.: Dahne, U. - 1996.

96. Calvani, P. Infrared Optical-Properties of Perovskite Substrates for High-TL Superconducting Films /Р. Calvani, M. Capizzi, F. Donato, P. Dore, S. Lupi, P. Maselli, C. P. Varsamis//Physica C. - 1991. - T. 181.-C. 289-295.

97. Zhang, Z. M. Infrared Refractive-Indexes of ЬаАЮз, and LaGa03, and NdGa03 /Z. M. Zhang, В. I. Choi, M. I. Flik, A. C. Anderson //Journal of the Optical Society of America B-Optical Physics. - 1994. - Т. 11. - C. 2252-2257.

98. Humlicek, J. Lattice-Vibrations of Y|_xPrxBa2Cu307 - Theory and Experiment /J. Flumlicek, A. P. Litvinchuk, W. Kress, B. Lederle, C. Thomsen, M. Cardona, H. U. Habermeier, I. E. Trofimov, W. König //Physica C. - 1993. - T. 206. - C. 345-359.

99. Pavlovskiy, V. V. Parametric excitation of Josephson oscillator in external resonator at arbitrary coupling /V. V. Pavlovskiy, V. N. Gubankov, I. I. Gundareva //5 Int. Waveform Diversity and Design Conference. - 2010. - C. 000132.