4 апреля 2024, 14:30, Закончился

Сенсор на нелинейной кинетической индуктивности/ Д. Ю. Водолазов

Водолазов Д.Ю., ИФМ РАН

4 апреля в 14:30 состоится объединенный семинар лаборатории № 176 (физики микро- и наноструктур) и лаборатории № 118 (сверхпроводящих и квантовых технологий) Центра фундаментальных и прикладных исследований ВНИИА им. Н.Л. Духова. С докладом выступит ведущий научный сотрудник Института физики микроструктур РАН, д.ф.-м.н. Водолазов Денис Юрьевич.

Аннотация: Предложена концепция сенсора электромагнитного излучения (nonlinear kinetic inductance sensor – NKIS) на нелинейной кинетической индуктивности. Идея сенсора основана на расходимости кинетической индуктивности Lk ∼ dq/dI (q – импульс сверхпроводящих электронов, I – сверхток) гибридного сверхпроводник/нормальный металл (SN) мостика при токе I∗ < Idep (Idep – ток распаривания гибрида) и температуре T∗ много меньшей критической температуры гибрида Tc. Это позволяет получить большое изменение разности фаз δφ вдоль SN мостика в режиме заданного тока при I ≃ I∗ даже в случае малого роста электронной температуры. Возникновение δφ сопровождается изменением тока и магнитного потока через связанное сверхпроводящее кольцо, что может быть измерено с помощью сверхпроводящего квантового интерференционного прибора (СКВИДа). В некотором смысле предложенный сенсор является сверхпроводниковым аналогом сенсора на краю резистивного перехода (transition edge sensor – TES), чья работа основана на наличии большой производной dR/dT (R – сопротивление) вблизи критической температуры сверхпроводника Tc. Так как при I ≃ I∗ SN мостик находится в бесщелевом режиме, у него отсутствует нижняя граница для частоты детектируемого элeктромагнитного излучения. Расчеты показывают, что такой сенсор может работать в однофотонном режиме и детектировать одиночные фотоны с частотой ν > 10 ГГц.  Также обсуждается, что нетривиальная  зависимость I(q) SN мостика может быть также использована в детекторах непрерывного электромагнитного излучения, сенсорах тока и магнитного поля.