Статьи автора

Исследование сверхпроводниковых линий передачи и туннельных переходов для детектирования сигналов на частоте выше 1 ТГц

Номер выпуска 9 от 01.09.2023

Разработаны и экспериментально исследованы сверхпроводниковые интегральные схемы на основе линий передач NbTiN/Al на частотах до 1.1 ТГц. Проведено численное моделирование двух топологий микросхемы с рабочим диапазоном частот 0.9…1.2 ТГц, содержащих щелевую антенну, выполненную в тонкой пленке NbTiN и согласованную по выходу с микрополосковой линией передачи, и туннельный переход вида “сверхпроводник–изолятор–сверхпроводник” (СИС) площадью порядка 1 мкм², выступающий в качестве терагерцового детектора. Изготовлены и протестированы экспериментальные образцы микросхемы, в экспериментальной установке в качестве источника использована лампа обратной волны (ЛОВ) с выходной частотой до 1.1 ТГц. Получена мощная накачка СИС-детектора, тем самым продемонстрирована применимость изготовленных линий передач NbTiN/Al для работы в составе сверхпроводниковых схем на частотах выше 750 ГГц, где не работают традиционно используемые линии передачи Nb/Nb из-за высокого затухания.

69 0

Сравнение методов расчета сверхпроводниковых интегральных структур с помощью полуаналитического расчета и в программах численного трехмерного моделирования

Номер выпуска 9 от 01.09.2023

Проведено моделирование сверхпроводниковых интегральных структур в частотном диапазоне 300…750 ГГц двумя методами: 1) с помощью ABCD-матриц, сопоставляемых каждому элементу схемы, 2) с использованием программы Ansys HFSS. Значения поверхностного импеданса сверхпроводящих пленок рассчитаны численно с помощью выражений из теории Маттиса–Бардина. Найдено, что для образцов с шириной микрополосковых линий менее четверти длины волны обе модели находятся в качественном соответствии друг с другом и с экспериментальными данными. Показано, что при увеличении ширины линий и геометрических размеров других элементов структуры возникают поперечные моды, а также искривление волнового фронта распространяющихся по линиям волн, что обусловливает различия между полуаналитическим и численным расчетом, который совпадает с экспериментом для всех образцов.

62 0

Проектирование сверхпроводниковых интегральных согласующих структур

Номер выпуска 10 от 01.10.2023

Разработаны и исследованы сверхпроводниковые интегральные структуры, предназначенные для согласования импедансов генератора на основе распределенного джозефсоновского перехода и детектора на основе туннельного перехода сверхпроводник–изолятор–сверхпроводник в субтерагерцовом диапазоне частот. Проведено моделирование структур с помощью метода матриц передачи. Выполнен расчет дизайнов в программе численного трехмерного моделирования. Найдено качественное соответствие результатов, полученных двумя методами. Спроектированы три дизайна с различными топологиями, покрывающие частотный диапазон 250…680 ГГц по уровню –2 дБ.

64 0