Неравновесные состояния парамагнетиков и сверхпроводников в криоэлектронике СВЧ тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.03 ВАК РФ

<• о G Я

У J t) ^

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОШТЕТ СССР ГО НАРОДНОМ/ ОБРАЗОВАНИЮ

ХАРЬКОВСКИЙ ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ И ОРДЕНА ДРУЖБЫ НАРОДОВ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ИМЕНИ A.M. ГОРЬКОГО

На правах рукописи

ЕРУ Игорь Ильич

УДК 538.867

НЕРАВНОВЕСНЫЕ СОСТОЯНИЯ . ПАРАМАГНЕТИКОВ И СВЕРХПРОВОДНИКОВ В КРИОЭЖСГРОШКЕ свч

01.04.03 - радиофизика, включая квантовую радиофизику

Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора физико-математических наук.

Харьков - 1988

Работа выполнена в Радиоастрономическом институте Академии наук УССР, г. Харьков.

Официальные оппоненты:

доктор технических наук, профессор АШЕЕВ ВЛАДОИР НИКОЛАЕВИЧ (г. Москва);

доктор физико-математических наук ГАНАПОЛЬСКИй ЕЛЬ МАРКОВИЧ

(Институт радиофизики и электроники АН УССР, г.Харьков);

доктор физико-математических наук, профессор ДШТШЕВ ВИТАЛИЙ ШХАЙЛОВИЧ

(Физико-технический институт низких температур АН УССР, г.Харьков).

Ведущая организация -Институт радиофизики и электроники АН Арм.ССР (г.Ереван).

Защита состоится " ^ " е *<r £ I98i?_г.

в О часов на заседании специализированного совета Д 068.31.01 при Харьковском государственном университете им. А.М.Горького (310077, Харьков-77, пл.Дзержинского, 4, ауд. № Ж-9 ).

С диссертацией можно ознакомиться в Центральной научной библиотеке ХГ!У.

Автореферат разослан ¿i -vf л. 198 $ г.

Учёный секретарь специализированного совета,

доцент В.И.ЧЕБОТАРЕВ

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. В шестидесятые годы, когда были начаты исследования, результаты которых составили содержание настоящей диссертации, изучение всего комплекса проблем криогенной электроники СВЧ езцё только начиналось, и сама она, как новое, совершенно самостоятельное научное направление, только вступала в пору своего становления. Поэтому здесь предстояло, прежде всего, детально изучить те физические механизмы, которые ответственны за высокочастотные свойства твёрдого тела, охлаждённого до криогенных температур. Затем необходимо было выделить ту группу высокочастотных эффектов и явлений в охлавдённом твёрдом теле, которые могли бы быть использованы для создания на их основе твёрдотельных устройств криогенной электроники СВЧ. И далее требовалось определить условия наиболее эффективного взаимодействия охлаадённого твёрдого тела с электромагнитным полем СВЧ и решить ряд проблем, связанных с совершенствованием рабочих параметров и эксплуатационных характеристик твёрдотельных приборов и устройств криогенной электроники СВЧ.

В начальный период этих исследований - конец 50-х и начало 60-х годов - наиболее интенсивно развивались работы по изучении - в теоретическом и экспериментальном плане - физики неравновесных, инвертированных состояний в охлаждённых парамагнетиках. Полученные при этом здесь результаты послужили затем основой для постановки широких исследований, направленных на выяснение возможностей практического использования таких состояний для квантового усиления сигналов СВЧ.

Несколько позже, в начале 70-х годов, столь же интенсивно стали развиваться теоретические и экспериментальные исследования физики неравновесных состояний и нелинейных свойств сверхпроводников. Прогресс, достигнутый в понимании этих вопросов, позволил в дальнейшем развернуть широким фронтом работы, целью которых явилось выяснение возможностей создания на основе сверхпроводников в неравновесном состоянии различных приборов и устройств криогенной электроники СВЧ. Среди этих работ значительное место занимали и вопросы, связанные с созданием сверхпровод-ниновых нелинейных элементов, предназначенные для преобразования частоты сигналов СВЧ.

Результаты всех этих исследований неравновесных состояний в охлаядённых парамагнетиках и сверхпроводниках сформировали тот физический фувдаыент, на основе которого к настоящему времени создан целый ряд очень эффективных твёрдотельных устройств криогенной электроники СВЧ, в значительной мере определивших её современный уровень. Успехи, достигнутые в этой направлении, позволили перейти сейчас к создании сложных приёмных СВЧ систем, целиком уже работающих в условиях глубокого охлаждения их до криогенных температур и обладающих предельно высокими характе- . ристикани, недоступными в обычных температурных условиях.

В этом же направлении проводились и исследования, результаты которых составили содержание настоящей диссертации. Все они были направлены на выяснение тех особенностей неравновесных состояний охлалдённых до криогенных тешератур парамагнетиков и сверхпроводников и тех радиофизических аспектов взаимодействия с ниш СВЧ излучения, которые главный образом и определяют эффективность использования их для ыалошумящего усиления и преобразования частоты слабых сигналов СВЧ в криогенных приёмных системах этого диапазона. Именно эта направленность работы и определяет её актуальность. В результате выполненных здесь исследований удалось найти решения ряда валных проблей современной криогенной и квантовой СВЧ электроники, уке используеше в практических разработках и открывшцш новые возможности для ускоренного развития и совершенствования всего этого научного направления в целом.

Целью настояаей работы являлось, таким образом, совершенствование существующих и поиск новых методов использования парамагнетиков и сверхпроводников в неравновесном состоянии для ма-лошумящего усиления и преобразования частоты слабых сигналов СВЧ в криогенных приёмных системах этого диапазона.

Обеим направлением работы в соответствие с поставленной в. ней целью явилось: .изучение особенностей неравновесных состояний парамагнитных кристаллов и сверхпроводящих плёнок и взаимодействия их с СЕЧ излучением; выяснение физических механизмов, обеспечивающих это взаимодействие, и условий наибольшей его эффективности; поиск новых, более совершенных путев использования парамагнетиков и сверхпроводников в неравновесном состоянии для

малошуыящего усиления и преобразования частоты сигналов СВЧ.

Научная новизна результатов, порученных в диссертации:

- впервые, с помощью предложенного и подробно исследованного в работе нового активного кристалла - андалузита с примесью трёхвалентного железа - показана реальная возможность повышения рабочих частот квантовых усилителей, по крайней мере, до 100... 150 ГГц;

- впервые указаны реальные пути значительного - на порядок - повышения широкополосности квантовых методов усиления;

- впервые обнаружено особое резистивное состояние длинной сверхпроводящей плёнки с током, возникающее в ней в закритиче-ском режиме в условиях, когда температура плёнки вдоль всей её длины остаётся ниже критической, и связанный с этим состоянием новый тип нелинейности такой плёнки;

- впервые указаны и всесторонне проанализированы возможности использования этого типа нелинейности длинной сверхпроводящей плёнки в таком резистивном состоянии для эффективного преобразования частоты сигналов СВЧ.

На защиту в диссертации выносятся следующие основные положения и научные результаты:

1. Предложен новый активный кристалл для квантового парамагнитного усиления сигналов СВЧ - андалузит с примесью ионов трёхвалентного железа, позволяющий повысить рабочие частоты квантовых усилителей до коротковолновой границы миллиметрового диапазона.

1.1. Впервые определены диэлектрические, спектральные, релаксационные, инверсионные и усилительные характеристики авда-лузита на частотах до 100 ГГц.

1.2. Проведен анализ возможностей создания в андалузите инвертированных состояний и впервые показана перспективность-применения его для квантового усиления на частотах, по крайней мере, до 100...150 ГГц (а возможно и выше - до 300 ГГц).

1.3. Впервые с помощью андалузита в инвертированном состоянии осуществлено квантовое усиление на самой высокой, до настоящего времени, частоте - 100,4 ГГц.

2. Найдены новые возможности существенного повыпения широкополосности квантовых методов усиления сигналов СВЧ инвертиро-

ванными парамагнетиками.

2.1. Показана впервые возможность значительного - на порядок - повышения широкополосности квантовых методов усиления в устройствах резонаторного типа путём разориентации магнитных комплексов в активном кристалле (если их в нём два) и распределённой магнитной расстройки этого кристалла.

2.2. Показана впервые возможность существенного повышения широкополосности магнитно-расстроенных квантовых усилителей, резонаторного типа и типа "бегущей волны", путём првдания специальной формы их активным кристаллам.

3. Обнаружены и исследованы новые физические механизмы и нелинейные явления в длинных сверхпроводящих плёнках, переведенных постоянным током изотермически в резистивное состояние.

3.1. Нетепловой механизм нелинейного сопротивления такой плёнки, обусловленный изменением длины резистивной области, возникающей в ней в закритическом режиме, происходящим при изменении напряжения на плёнке.

3.2. Нетепловой механизм движения границ этой резистивной области, обусловленный диффузией оттуда квазичастиц в приграничные к ней сверхпроводящие части плёнки.

3.3. Определены скорости этого движения, которые оказались в 2...2,5 раза вше скоростей тепловых фононов в плёнке и в окруиающих её средах, что подтверздает нетепловую, в условиях кзотермичности "токового" перехода, природу механизма движения границ.

4. Предложен новый метод эффективного преобразования частоты сигналов СВЧ с помощью длинной сверхпроводящей плёнки, переведенной постоянным током изотермически в резистивное состояние.

4.1. Впервые установлена, аналитически, связь между параметрами такого преобразователя частоты, геометрией плёнки и её физическими характеристиками.

4.2. Проведен анализ различных режимов работы этого преобразователя частоты, результаты которого подтверждены прямыми экспериментами в сантиметровом и миллиметровом диапазонах.

Обоснованность и достоверность основных положений и результатов диссертации.обусловлены чёткой постановкой рассматриваемых задач, ясной и логичной интерпретацией обнаруженных новых физи-

ческих явлений и хорошим согласием полученных аналитических результатов с данными экспериментов, специально поставленных в диссертации, а также опубликованных к настоящему времени в литературе другими авторами.

Практическая ценность и реализация результатов. Практическая ценность научных результатов, полученных в диссертации, заключается в том, что они, будучи все проверены и подтверждены прямыми экспериментами на лабораторных макетах, позволили указать реальные пути значительного совершенствования методов малошумящего усиления и преобразования частоты сигналов СВЧ в твёрдотельных устройствах криогенной электроники, основанных на использовании неравновесных состояний парамагнетиков и сверхпроводников. Кроме того, практическая ценность материала, изложенного в диссертации, заключается ещё в том, что по всем рассмотренным в ней вопросам получены аналитические выражения, позволяющие рассчитывать основные параметры предложенных в работе криоэлектронных устройств СВЧ.

Все результаты выполненных исследований имеют самое непосредственное отношение к практическим потребностям современной криогенной электроники СВЧ и уже использованы в Радиоастрономическом институте АН УССР и в Институте радиофизики и электроники АН УССР при разработке квантовых усилителей на андалузите в средне- и коротковолновой части миллиметрового диапазона. В настоящее время на этой основе в Радиоастрономическом институте АН УССР ведутся разработки высокочувствительных радиометрических комплексов миллиметрового диапазона, которые предназначены для проведения радиоастрономических наблюдений на строящемся радиотелескопе РТ-70 Института космических исследований АН СССР.

Апробация работы. Материалы диссертации были представлены и доложены на Всесоюзном совещании по изучению свойств твёрдого тела методом магнитного резонанса (Красноярск, 1964), Международной конференции по квантовой электронике (США, 1968), Советско-японской конференции по физике низких температур (Новосибирск, 1969), 17-й Всесоюзной конференции по физике низких температур (Донецк, 1972), 2-й Всесоюзной школе-семинаре по радиоприёмным устройствам СВЧ (Ереван, 1974), 1-й Всесоюзной школе-семинаре по применению эффекта Дкозефсона в вычислительной тех-

нике (Киев, 1974). Всесоюзном семинаре по приёмным устройствам на основе эффекта Дкозефсона (Москва, 1977), 20-й Всесоюзной конференции по (физике низких температур (Москва, 1979), 14-й Всесоюзной радиоастрономической конференции (Ереван, 1982), Совете по проблеме "Радиоастрономическая аппаратура" (Москва, 1983), 9-й Международной конференции по миллиметровым и субмиллиметровым волнам (Япония, 1984), 17-й Всесоюзной конференции "Радиоастрономическая аппаратура" (Ереван, 1985).

Публикация результатов. Основные результаты диссертации опубликованы в центральных научных журналах в 52 статьях и защищены 8 авторскими свидетельствами, списки которых прилагаются в конце автореферата.

Структура и объём диссертации. Диссертационная работа состоит из Предисловия, двух частей, включающих 9 разделов, и Выводов. Она содержит 260 страниц основного машинописного текста, 59 рисунков и список цитируемой литературы, содержащий 286 наименований, включая 60 публикаций автора.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ ДИССЕРТАЦИИ

В Предисловии даётся краткая характеристика состояния области исследования на период постановки задач, обосновываются актуальность и научная новизна выбранных направлений работы, формулируются её основные цели и кратко излагается содержание работы. Здесь же приведены основные научные результаты и положения диссертацда, выносимые на защиту.

В первой части диссертации рассмотрена проблема создания инвертированного состояния парамагнитного кристалла в СВЧ диапазоне на возможно более высоких частотах - вплоть до коротковолнового края миллиметрового диапазона, по крайней мере, - и в возможно более широкой мгновенной полосе частот.

В разделе I кратко рассматриваются те основные проблемы в области физики квантовых парамагнитных усилителей сигналов СВЧ, отсутствие решений которых в значительной мере ограничивает воз можности широкого практического применения этих устройств в высокочувствительных криогенных СВЧ системах, несмотря на их уникальные шумовые характеристики. В конце этого раздела сформулированы задачи, решение которых необходимо для успешного разви- .

тая этого направления в современной криогенной СВЧ электронике.

В разделе 2 излагаются основные результаты исследований, направленных на повыяенне рабочих частот квантовых парамагнитных усилителей до 100...150 ГГц н выше.

В подразделе 2.1. проведен краткий сравнительный обзор характеристик основных известных парамагнитных кристаллов, потенциально пригодных для квантового усиления в миллиметровом диапазоне - рубина, рутила и изумруда - и отмечены ограниченные возмояности их для такого применения. Здесь же предложен новый кристалл - андалузит с примесью ионов трёхвалентного железа, выбор которого аргументировано обоснован результатами предварительных оценок, свидетельствовавшими о предполагаемой перспективности его применения для квантового усиления на частотах, по крайней мере, вплоть до 100...150 ГГц.

В подразделе 2.2. изложены сведения об особенностях структуры кристаллической решётки андалузита.

В подразделе 2.3. представлены результаты экспериментального исследования диэлектрических свойств авдалузита на частоте 100 ГГц. Показано, что диэлектрическая постоянная его невелика ( £. ~ 8), а диэлектрические потери в нём на этих частотах настолько сильно внморааиваются гря охлаждении до гелиевых температур (^ ГО""4), что не должны сколь-нибудь заметно нагружать электродинамические системы квантовых усилителей миллиметрового диапазона.

В подразделе 2.4. описаны особенности спектра ЭПР ионов трёхвалентного железа в андалузите, определены форма записи со-ответствущего спин-гамильтониана и значения его констант.Здесь же рассмотрены связанные с особенностями спектра трёхвалентного железа достоинства авдалузита, как кристалла, предназначенного для квантового усиления в миллиметровом диапазоне. -

В подразделе 2.5. изложены результаты экспериментального исследования релаксационных характеристик спиновой системы авдалузита, выполненного на частотах 9 ГГц, 36 ГГц и 72 ГГц в интервале температур 1,5...8 К я концентраций С 4 0,1%. Показано, что в указанном интервале температур и концентраций п^ перпендикулярной ориентации кристалла в магнитном поле релаксация нижнего дублета на решётку осуществляется в основном через верхние дуб-

леты посредством механизма Аминова-Орбаха. Что же касается непосредственной связи этого перехода с реиёткой, то в этой ориентации она становится заметной лишь в полях Н > I Тл.

В этом же подразделе приведены результаты исследования кросс-релаксацконных связей в андалузите, которые свидетельствуют о той, что влияние кросс-релаксации в нём при концентрациях С ^ 0,1% не слишком велико и всегда может быть доведено до нужного уровня соответствующим выбором ориентации кристалла в магнитном поле.

В подразделе 2.6. рассмотрен вопрос о ширине линии ЭПР в андалузите. Ширина её на нижнем переходе в перпендикулярной ориентации кристалла в магнитном поле при невысоких концентрациях (С < 0,15?) практически не зависит ни от концентрации, ни от температуры и составляет в относительно невысоких магнитных полях 0,5 Тл) около 150 МГц. Переход к "косым" ориентациям, увеличение концентрации примесей ионов железа и повышение напряженности магнитного поля приводят к значительному дополнительному уширенио линии (до 1000 МГц).

Таким образом, было установлено, что диэлектрические спектральные и релаксационные характеристики авдалузита не исключают возможности использования его в качестве активной среды для квантового усиления в мм диапазоне.

В подразделе 2.7, описаны результаты исследований инверсионных характеристик андалузита в сантиметровой в миллиметровом диапазонах длин волн. Здесь превде всего аналитически и в эксперименте подробно исследованы две основные схемы инверсии, допускающие перестройку квантового усилителя магнитным полем в широком диапазоне частот и требующие лишь один источник накачки.

Трёхуровневая схема. Основное внимание было уделено схеме с перпендикулярной ориентацией кристалла в магнитном поле, в которой Ьба магнитных комплекса ионов железа а андалузите становятся магнитно-эквивалентными. В этой ориентации эффективный д. -фактор на нижнем переходе возрастает до 6, что позволяет значительно снизить рабочие магнитные поля усилителя.

Анализ возможностей этой схемы показывает, что с её помощью, в прилете, можно осуществить на авдалузита квантовое усиление на частотах до 100 ГГц в магнитных полях до 1,5 Тл. Расчёт пре-

дельно достижимых значений коэффициента инверсии на нижнем переходе с такой схемой накачки, выполненный на основе результатов проведенных исследований релаксационных характеристик аеда-лузита, показал, что при температуре 2 К величина его здесь изменяется от 7 на 10 ГГц до 0,08 на 90 ГГц. Прямые эксперименты по такой схеме инверсии в аццалузите дали значения коэффициента инверсии, лишь на 25...30$ ниже расчётных.

Здесь же показано, что во всём интервале частот от 10 ГГц до 100 ГГц значения инвертированного магнитного декремента андалузита существенно превышают соответствующие величины у рубина, рутила и изумруда.

Четырёхуровневый совмещённый вариант. Эта схема инверсии реализуется в андалузита в магнитном поле, направленном под углом 44° к 2 -осям магнитных комплексов железа и позволяет заметно снизить,по сравнению с трёхуровневой схемой, необходимое магнитное поле и частоту накачки. В такой ориентации появляется возможность в относительно слабых полях (0,2...0,8 Тл) осуществить квантовое усиление в коротковолновой части миллиметрового диапазона - на частотах 80...НО ГГц - с накачкой на частотах, лишь на 10...20$ превышающих частоту усиливаемого сигнала.

Выполненные здесь расчёты коэффициента инверсии в андалузите с такой схемой накачки, результаты которых были затем подтверждены прямыми экспериментами, показали, что на частотах около 100 ГГц значения этого коэффациента достигают здесь 0,5... 0,6.

В работе менее подробно рассмотрен яцё ряд возможных схем инверсии в этом кристалле в "косых" ориентациях, позволяющих в некоторых случаях несколько улучшить параметры первых двух.

В этом же подразделе рассмотрен вопрос о возможностях создания инвертированных состояний в авдалуэите в "сильных" магнитных полях, представляющий интерес с точки зрения дальнейшего продвижения квантовых усилителей на этом кристалле в область всё более коротких длин волн - до I мм и короче. Рассмотренные выше одночастотные схемы создания неравновесных состояний на нижнем переходе перестают, обычно, здесь уже работать и инверсия в них исчезает. В связи с этим в работе проведен анализ возможностей двухчастотной ступенчатой накачки в аадалузите в "сильных" маг-

нитных полях. Результаты такого анализа, подтверждённые модельными экспериментами на рубине в 8 ш диапазоне, показали, что двухчастотная ступенчатая накачка долгна позволить получать активные, инвертированше состояния в авдалузите на нижнем переходе в интервале магнитных полей, соответствующих всему миллиметровому диапазону до I мм и даже короче.

В подразделе 2.8. описаны результаты прямых экспериментов по квантовому усилению на авдалузите в 3-см и 3-нм диапазонах длин волн с использованием двух основных схем накачки.

В 3-см диапазоне использована трёхуровневая схема накачки и перпендикулярная ориентация кристалла в магнитном поле. В этом эксперименте в магнитном поле 0,14 Тл с накачкой на частоте 122 ГГц при температуре 2,1 К было получено квантовое усиление 25 дБ в полосе (3,540,5) ЫГц при коэффициенте заполнения резонатора около 10$.

В 3-мм диапазоне использована четырёхуровневая совмещённая схема инверсии. В этом эксперименте на частоте 100,4 ГГц - самой высокойисегодняс рабочей частоте квантовых усилителей - в поле 0,28 Тл при температуре 2,1 К с накачкой на частоте 116,6 ГГц било получено квантовое усиление 30 дБ в полоса частот (5,5+ +0,5) МГц при коэффициенте заполнения резонатора не более 30%.

В разделе 3 проведен поиск возможностей повышения широко-полосности квантовых методов усиления.

В подразделе 3.1. даётся, краткий сравнительный анализ широ-кополосности различных типов квантовых усилителей, а также особенностей применения их в качестве входных усилителей широкополосных радиометров.

В подразделе 3.2. изложены результаты исследования некоторых новых, предложенных в работе возможностей повышения шрокололо сности квантовых методов усиления в режиме "бегущей волны".

Здесь прежде всего рассмотрена раз ориентация магнитных комплексов (если их в активном кристалле два). С точки зрения своего влияния на шумовые характеристики квантового усилителя она полностью эквивалента поперечной магнитной расстройке, но в отличие от последней осуществляется в однородном магнитном поде. В связи с этим такая раз ориентация не приводит к ухудшению шумовых характеристик усилителя, присущих продольной магнитной

расстройке, и не требует в то же время применения сложных магнитных систем. Показано, что в приложении к квантовому усилителю на аздалузите такой метод должен позволить получить в режиме "бегущей волны" без применения магнитной расстройки в средней части миллиметрового диапазона квантовое усиление 20 дБ в полосе 140...150 МГц (без "провала") и 200...250 МГц (с "провалом" до 3 дБ). Добавление к разориентации магнитных комплексов линейной магнитной расстройки кристалла позволяет расширить полосу пропускания квантового усилителя "бегущей волны" на авдалу-зите ещё вдвое и довести её до 420 МГц.

Во второй части этого подраздела предложен новый метод коррекции АЧХ магнитно-расстроенного КПУБВ и расширения его полосы пропускания, который заключается в придания магнитно-расстроенному активному кристаллу усилителя специальной формы, и получено аналитическое выражение для её расчёта.

В подразделе 3.3. представлены несколько новых методов,направленных на расширение полосы пропускания резонаторных квантовых усилителей. Это - магнитная расстройка активного кристалла, разориентацич магнитных комплексов, а также расширение полосы пропускания и коррекции формы амплитудно-частотной характеристики магнитно-расстроенного усилителя путём придания специальной формы его активному кристаллу.

Здесь получены аналитические выражения, позволяющие рассчитывать форму амплитудно-частотной характеристики резонаторно-го квантового усилителя в условиях применения любого из этих методов расширения полосы пропускания усилителя, а также аналитические выражения, описывающие изменение формы магнитно-расстроенного активного кристалла резонаторного усилителя, необходимое для получения у него частотной характеристики требуемой формы.

Анализ возможностей применения всех этих методов в приложении к однорезонаторному квантовому усилителю на авдалузите показывает, что в миллиметровом диапазоне при квантовом усилении 20 дБ полосу пропускания такого усилителя можно расширить почти на порядок и довести до 150...200 МГц (с 3 дБ "провалом" в центре).

В конце этого раздела приведены описанные в литературе экспериментальные результаты, подтверждение справедливость

сделанных здесь оценок.

В разделе 4 подводится краткий итог результатам исследований, представленных в первой части диссертации.

Во второй части диссертации исследуется природа неравновесного, резистивного состояния, возникающего в изотермических условиях в длинной сверхпроводящей плёнке с током в закритиче-ском режиме, и связанных с этим состоянием её нелинейных свойств. Результаты этих исследований положены затем в основу предложенного здесь же нового метода преобразования частоты сигналов СВЧ.

В разделе 5 даётся краткий обзор известных методов преобразования частоты сигналов СВЧ, основанных на использовании раз-личнбго рода нелинейных эффектов в сверхпроводниках, отмечены их достоинства и недостатки.

В разделе б рассмотрены особенности взаимодействия тонких сверхпроводящих плёнок с постоянным током в закрнтическом режиме.

В подразделе 6.1. кратко излагается проблема "токового" перехода в сверхпроводящей плёнке с током и отмечается существовавшее отсутствие чётного, непротиворечивого представления об основных его особенностях.

В подразделе 6.2. рассмотрены особенности постановки эксперимента со сверхпроводящими плёнками, несущими транспортный ток.

Отмечено, в частности, то обстоятельство, что заметный неконтролируемый нагрев током резистивных участков плёнки в закрнтическом режиме будет в значительной мере модифицировать (причём по-разному, в зависимости от конкретных условий экспершента) процесс "токового" перехода в ней и саму форму её вольтемперной характеристики. Поэтому тагах экспериментах должны быть приняты все меры для того, чтобы по возможности снизить нагрев и обеспечить проведение эксперимента в условиях, близюш к изотершча-ским, и" при тщательной контроле температуры резистивного участка плёнки. Это ж было сделано в проведенных в диссертации исследованиях.

В подразделе 6.3. излоаены результаты экспериментальных исследований фориы кзотерсетэской вольтешэрной характеристика длшпшх сверхпровсдощкх плёнок. Оказалось, что сна на зависит ш от материала плёнки, на от сё вшзкзратури (если последняя не

очень близка к критической), ни от внутреннего сопротивления источника питания. Ода» н та же форма вольтамперной характеристики наблюдалась и у плоских, и у цилиндрических плёнок сверхпроводников как 1-го, так и Н-го рода. Характерными особенностями её являются:

- скачкообразное появление напряжения на плёнке при некотором токе 1а ;

- наличие при некотором токе вертикального участка, на котором сопротивление плёнки изменяется от практически нормального до нулевого при изменениях тока через плёнку, непревышающих нескольких процентов; т

- конечный гистерезис критических токов -т-- ;

- "обрыв" вертикального участка характеристаки при напряжении на плёнке ниже некоторого V^n•ln .

В образцах, у которых сверхпроводимость на одном из концов была подавлена, "обрыв" характеристики на нижнем конце её вертикального участка отсутствовал. У этих же образцов вертикальный участок их вольтамперной характеристики шел отрицательный наклон, если ширина плёнки уменьшалась по мере удаления от несверхпроводящего её конца.

С повышением температуры сверхпроводящей плёнки вертикальный участок на её вольтамперной характеристике смещался к началу координат, оставаясь подобным самому себе. При этом уменьшались критические токи, величина их гистерезиса, которая стремилась к единице, и напряжение "обрыва" характеристики, которое стрелялось к нулю. И лишь вблизи критической температуры (при t > 0,9) форма характеристики начинала несколько меняться.

В подразделе 6.4. приведены результаты измерения плотностей критических токов сверхпроводящих плёнок.

Здесь презде всего был рассмотрен вопрос о характере распределения критического тока по ширине сверхпроводящей плёнки. В подавляющем большинстве работ, выполненных до описываемых исследований, при вычисления плотности критического тока тонких плоских сверхпроводящих плёнок вводились специальные поправочные множители для учёта неравномерности распределения его по ширине плёнки. Величины этих шонителей вычислялись на основе предположений, возможно и справедливых для токов, много меньших

критического. Однако вопрос о распределении критических токов и токов, близких к ним, оставался, по сути дела, открытым. Спе-щальные эксперименты, проведенные на плоских и цилиндрических плёнках олова показали, что в плоских сверхпроводящих плёнках распределение по ширине токов, близких к критическому, значительно более равномерно, чем хорошо известное распределение токов, много меньших критического.

Что же касается плотности второго критического тока, то при температурах, не очень близких к критической, различие между значениями её для плоских (широких и узких) и шшвдрических сверхпроводящих плёнок олова не превышали 10%

В подразделе 6.5. проведен анализ всех результатов, полученных в экспериментах по "токовому" переходу в длинных сверхпроводящих плёнках.

Здесь ггревде всего рассмотрены основные существующие модели такого перехода: модель теплового распространения, модель перегрева электронов, модель динамического фазового расслоения. При этом отмечается, что в любой модели, при любом подходе к вопросу о механизме "токового" перехода в сверхпроводящей плёнке необходимо учитывать следующее обстоятельство.

Как показывают оценки, собственное магнитное поле критического тока в тонкой и узкой сверхпроводящей плёнке остаётся всё ещё ниже своего критического значения вследствие малости её поперечного сечения. Поэтому и в закритическом режиме свободная энергия конденсированного состояния в такой плёнке также остаётся всё ещё ниже энерт'чи нормального состояния. К тому же при хорошем теплоотводе от плёнки её температура в закритическом режиме также сохраняется ниже своего критического значения Тс. Вследствие этого в сверхпроводящей плёнке и в закритическом режиме должны сохраняться условия для конденсации, рекомбинации возбуждённых квазкчастиц в куперовские пары.

Учёт того факта, что в сверхпроводящей плёнке в закритическом режиме при Н < Нс и Т < Тс скорость рекомбинации квазичастиц, а значит и параметр порядка, остаются отличными от нуля, и . был полонен в основу ещё одного, существенно нетеплового механизма "токового" перехода, названного релаксационным.

Согласно представлениям, развитым в модели этого механизма,

в сверхпроводящей плёнке с током в закритическом режиме образуется резистивная область конечной длины, в которой наряду с наличием в ней электрического поля сохраняется,по отмеченным причинам, отличным от нуля и параметр порядка. С величиной его как раз и связано то значение плотности тока (/«), которое должно существовать на границах рвзистивной области. Длина же её устанавливается такой, чтобы обеспечить это значение плотности тока на границах этой области при заданном напряжении на ней. Изменение напряжения будет перемещать границы области и изменять длину (сопротивление) её так, чтобы восстановить при новом значении напряжения на ней прежнее значение тока через плёнку, точнее - плотности тока на её новых границах. Механизм этого перемещения границ обусловлен соответствующим изменением скорости возбуждения и диффузии квазичастиц из резистивной области в приграничные к ней сверхпроводящие части плёнки.

Эти особенности предложенного механизма должны проявиться соответственно и на форме вольтамперной характеристики сверхпроводящей плёнки. В частности, у длинных плёнок на этой характеристике должны наблюдаться: конечный гистерезис критических токов, участок практически неизменного тока (вертикальный участок) и "обрыв" характеристики при напряжении на плёнке ниже некоторого Ум;„ .

Далее в этом подразделе проведено сравнение полученных в работе экспериментальных результатов с различными модельными представлениями. Оно показало, что только в рамках релаксационной модели "токового" перехода удаётся полностью и непротиворечиво объяснить всю совокупность полученных в диссертации экспериментальных результатов, касающихся взаимодействия сверхпроводящей плёнки с постоянным током в изотермических условиях.

В разделе 7 исследуются динамика поведения и определяются соответствующие скоростные характеристики резистивной области в длинной сверхпроводящей плёнке с током в закритическом режиме.

В подразделе 7.1. формулируется, прежде всего, предмет исследований. По сути дела, речь здесь идёт об определении характерных скоростей движения границ резистивной области в сверхпроводящей плёнке с током при изменении напряжения на ней.

В подразделе 7.2. описаны экспериментальные результаты, полученные предложенным методом при исследовании длинных сверхпроводящих оловянных и свинцовых плёнок. Некоторые результаты были получены здесь и на ннобиевых плёнках.

В этих экспериментах установлено, что при токе в плёнке, равном 1ег . скорость движения границ обращается в нуль. Увеличение тока приводит границы области в движение со скоростью, пропорциональной отклонению тока от его второго критического значения. Максимальная скгрость этого движения, достигнутая в описываемых экспериментах, при токах, близких к 1а , составила (2...2,5) 10® см с-1 на плёнках олова, (1...1,5) 10^ см на плёнках свинца и (0,6...О,8) 10^ см на плёнках ниобия, что существенно выше скорости тепловых фононов в плёнке и окружающих её средах.

В этой же группе экспериментов было исследовано влияние длины свободного пробега Л на скорость движения границ рези-стивной области и установлено, что V~/у1г-. Одновременно здесь же было показано, что эта зависимость никак не коррелирует с зависимостью удельной тепловой нагрузки в резистивной области от длины свободного пробега.

В подразделе 7.3. анализируются все эти экспериментальные результаты.

Здесь преаде всего указано на то, что ряд особенностей динамики поведения резистивной области в сверхпроводящей плёнки с током никак не могут быть объяснены с помощью обычно применяемой для этого тепловой моделью. Это и отсутствие какой-либо корреляции между значениями скорости движения границ и теплофизически-ми характеристиками плёнки и окружающих её сред, и наблюдающиеся в экспериментах значения скорости, превышающие скорость тепловых фононов (скорость звука), и иная, чем в тепловой модели, форта зависимости скорости движения границ от длины свободного пробега, и отсутствие корреляции между скоростью движения и удельной тепловой нагрузкой в резистивной области.

В связи с этим для объяснения полученных результатов предложен новый, нетепловой механизм движения границ резистивной области, в основе которого лежит диффузия возбуздённых квазичастиц из этой области в приграничные к ней, сверхпроводящие ча-

сти плёнки. В работе проведено полное аналитическое рассмотрение этого механизма на одномерной модели и показано, что он позволяет непротиворечивым образом объяснить все указанные особенности движения границ резистивной области, обнаруженные в эксперименте.

В подразг.еле 7.4. описаны результаты экспериментов, направ ленных на изучение особенностей взаимодействия высокочастотного тока с длинной сверхпроводящей плёнкой в резистивном состоянии и влияния его на форму вольтамперной характеристики такой плёнки. Постановка таких экспериментов была обусловлена необходимостью выяснить интервал частот, в котором сохраняется обнаруженная нелинейность изотермической вольтамперной характеристики длинной сверхпроводящей плёнки.

Исследования, выполненные на плёнках олова и ниобия, показали, что введение слабого высокочастотного тока в сверхпроводящую плёнку никак не сказывается на форме её вольтамперной характеристики вплоть до частот порядка 10® Гц. Однако повышение частоты до Ю10 Гц и вше приводило к тому, что присутствие в плёнке тока такой частоты начинало заметно сказываться на величине постоянного тока в плёнке и на форме её вольтамперной характеристики.

В результате проведенных исследований была экспериментально установлена аналитическая форма зависимостей первого и второго критических токов длинной сверхпроводящей плёнки от введенного в неё тока СВЧ и обнаружен при этом квадратичный характер зависимости второго критического тока от тока СВЧ. Последнее указывало на принципиальную возможность вндеодетектировалия и преобразован«! частоты сигналов СВЧ с помощью таких плёнок:

В раздала 8 на основе результатов всех исследований, описанных в прздздущнх разделах, предложен и детально рассмотрен-новый нэтод ввдеодетектирования и преобразования частоты сигналов СЗЧ длинные сверхпроводящими плёнкак!, переведенными постоянна током изотермически в резистивное состояние.

В подразделе 8.1. проведен подробный анализ работы длинной сверхпроводящей плёнки в резистивном состоянии как в репше Ездеодотекгировагагя, так и в регзшэ прзобразоЕакил частоты сигналов СВЧ.

Показано, что в режиме видеодетектирования амперваттная чувствительность такой плёнки может достигать значений 10^... 10^ А Вт-*, а вольт-ваттная ограничена только крутизной вертикального участка вольтамперной характеристики, т.е. геометрией плёнки.

Для режима преобразования частоты на таких плёнках получены аналитические выражения коэффициента передачи и характерного значения промежуточной частоты, на котором коэффициент передачи падает вдвое из-за конечной скорости изменения размеров рези-стивной области в сверхпроводящей плёнке при изменении напряжения на ней.

Эти выражения устанавливают зависимость коэффициента передачи и характерной промежуточной частоты предлагаемого сверхпроводникового смесителя от его режима работы, геометрии плёночного нелинейного элемента и физических характеристик сверхпроводника.

В подразделе 8.2. рассмотрены три основных режима работы предложенного преобразователя частоты.

Режим рассогласованного гетеродина. В таком режиме коэффициент передачи может быть сделан больше единицы, что будет, однако, сопровождаться соответствующим сужением полосы промежуточных частот преобразователя. Недостатком такого режима работы является то, что для его реализации требуется специальная конструкция преобразователя с раздельными элементами связи его с трактами сигнала и гетеродина.

Режим согласованного гетеродина. Такой режим реализуется конструктивно значительно легче, поскольку в этом случае оказывается уже достаточным один общий элемент связи как с трактом сигнала, так и с трактом гетеродина. Коэффициент передачи преобразователя в этом режиме не может быть больше единицы, однако полоса промежуточных частот здесь достаточно велика -, до I ГГц.

Режим работы преобразователя в случае ИА<0 . Главной особенностью этого режима, который может быть реализован на плёночных элементах специальной геометрии (см. подраздел 6.3), является возможность осуществлять преобразование частоты сигнала одновременно с его усилением за счёт регенеративного эффекта. Однако здесь, как и при всякой регенерации, повышение усиления

будет сопровождаться соответствующим сужением полосы промежуточных частот. Тем не менее, в отличие от случая пересогласованного гетеродина, здесь не требуется раздельных элементов связи.

В подразделе 8.3. рассмотрен кратко вопрос о шумах в сверхпроводящих плёнках с током в резистивном состоянии.

Показано, что длинные сверхпроводящие плёнки в резистивном состоянии в режиме видеодетектирования обладают низким эквивалентным уровнем шумов - не более 10"^ Вт а в режиме преобразования частоты собственные шумы таких смесителей не превышают, по крайней мере, уровня, достигнутого в других криогенных устройствах такого рода (100...200 К).

В подразделе 8.4. приведены результаты экспериментального исследования возможностей использования длинных сверхпроводящих плёнок в резистивном состоянии для видеодетектирования и преобразования частоты сигналов СВЧ.

В экспериментах на плёнках нитрвда ниобия в режиме ввдео-детектирования в 8-ым диапазоне получена ампер-ваттная чувствительность не менее 200 А Вт-*, а в режиме преобразования частоты в полосе не менее 350 МГц потери преобразования не превышали 5 дБ.

В разделе 9 подведен краткий итог всем исследованиям со с в ерхпро п о дяцшл 5 плёнками.

В Выводах формулируются основные результаты диссертации, которые сводятся к следующему.

1. Предложен новый активный кристалл для квантового парамагнитного усиления - авдалузит с примесью ионов трёхвалентного железа,- ставший в настоящее время основным активным кристаллом квантовой электрокики коротковолновой части миллиметрового диапазона. Результаты комплексного исследования его диэлектрических, спектральных, релаксационных, инверсионных и усилительных характеристик в широком диапазоне частот (10...100 ГГц) свидетельствуют о высокой эффективности и перспективности использования андалузита для квантового усиления во всём СВЧ диапазоне и, особенно, в миллиметровом диапазоне длин волн.

2. С помощью андалузита, переведенного в инвертированное состояние, осуществлено квантовое усиление на самой высокой, до настоящего времени, частоте - 100,4 ГГц.

3. Показано аналитически, что использование резонаторных квантовых усилителей в качестве входных устройств широкополосных радиометров поднимает флуктуационную чувствительность последних до значений, лишь совсем незначительно уступающих тем, что достигаются при использовании для этих же целей квантовых усилителей "бегущей волны" (при одном и том же активном кристалле). Это обстоятельство делает применение резонаторных усилителей в коротковолновой части миллиметрового диапазона более перспективным, чем усилителей "бегущей волны", поскольку значительно более высокая мощность накачки последних существенно затрудняет решение для них проблемы источника накачки, очень серьёзной в этом диапазоне частот.

4. Показана перспективность применения распределённой магнитной расстройки и разориентации магнитных комплексов в активном кристалле (если их в нём два) для расширения полосы пропускания резонаторных квантовых усилителей и возможность значительного - на порядок - повышения такими методами широкополос-ности этих усилителей в миллиметровом диапазоне длин волн.

5. Предложен новый метод коррекции формы амплитудно-частотной характеристики магнитно-расстроенных квантовых усилителей, резонаторного типа и типа "бегущей волны", и существенного расширения их полосы пропускания путём придания активному кристаллу специальной формы.

6. Исследованы особенности резистивного состояния длинной сверхпроводящей плёнки с током в закритическом режиме в условиях, когда температура возникающей в ней при этом резистивной области остаётся ниже критической. Установлено, что форма резистивного участка вольтамперной характеристики такой плёнки в значительной мере определяется геометрией плёнки. При этом оказалось, что она полностью соответствует модельным представлениям о процессе "токового" перехода в условиях, когда из-за его изо-термичности в резистивной области сверхпроводящей плёнки сохраняются отличными от нуля скорость компенсации возбуждённых квазичастиц в куперовские пары и параметр порядка.

7. Обнаружен новый, нетепловой механизм нелинейного сопротивления длинной сверхпроводящей плёнки в закритическом режиме, обусловленной линейной зависимостью между напряжением на плёнке

и длиной (сопротивлением) реэисгивной области, образующейся в ней при этом.

8. Прямыми экспериментами установлено, что скорость движения границ резистивной области в длинной сверхпроводящей плёнке с током в условиях, когда температура этой области остаётся ниже критической, существенно - в 2...2,5 раза - превышает скорость распространения тепла (скорость тепловых фононов) в самой плёнке и в окружающих её средах. Тем самым подтверждена нетепловая природа механизма этого движения.

9. Обнаружена квадратичная зависимость постоянного тока, текущего через длинную сверхпроводящую плёнку в резистивном состоянии, от введенного в неё тока СВЧ. Показано, что с этим связана высокая (до 10^ А Вт-*) ампер-ваттная чувствительность такой плёнки к СВЧ излучению на частотах 10 ГГц и выше.

10. Предложен новый тип криогенного преобразователя частоты сигналов СВЧ на основе длинной сверхпроводящей плёнки, переведенной изотерически постоянным током в резистивное состояние. Аналитически определены основные параметры такого преобразователя и связь их с физическими характеристиками сверхпроводящей плёнки и её геометрией. Установлены оптимальные режимы работы преобразователя и оптимальная геометрия плёночного нелинейного элемента. Подтверждена прямыми экспериментами в сантиметровом и миллиметровом диапазонах эффективность такого метода преобразования частоты сигналов СВЧ.

Таким образом, основным направлением исследований автора, результаты которых систематизированы и изложены в данной диссертационной работе, является "Изучение физических механизмов взаимодействия охлаждённого до криогенных температур твёрдого тела с СВЧ излучением, потенциально пригодных для усиления, преобразования частоты и регистрация слабых сигналов СВЧ,и анализ возможностей создания на этой основе малошумящих криогенных усилителей, смесителей и видеодетекторов СВЧ".

Основные результаты диссертационной работы опубликованы в следующих работах.

I. Еру И.И., Пасковацкий С.А., Чернец А.Н. Спин-решёточная релаксация ионов Ре в естественном авдалузите в сантиметровом и миллиметровом диапазонах радиоволн. // Тез. докл. Всесоюзн.

совещан. по изучена» свойств твёрдого тела методом магнитного резонанса, Красноярск, июнь 1964. - Красноярск. - 1964. -С. 57-58.

2. Еру И.И., Песковацкий С.А., Чернец А.Н. Спин-решёточная релаксация конов Fe в естественном андалузите при низких температурах. // ФТТ. - 1965. - Г. 7, - № 2. - С. 363-366.

3. Еру И.И. Диэлектрические свойства некоторых кристаллов в миллиметровом диапазоне длин волн. // ЖГФ. - 1966. - Г. 36.

- № 7. - С. I3I5-I3I6.

4. Еру И.И., Песковацкий С.А., Чернец А.Н. Спин-решёточная релаксация в андалузите в см и мм диапазонах длин радиоволн. // Радиоспектроскопия: - Москва: Атодаздат. - 1967. - С. 23-28.

5. Еру И.И., Песковацкий С.А., Чернец А.Н. Неравновесные состояния в спин-системе иона Fe3*в андалузите. // ИТ. -1967. - Т. 9. - » 5. - С. I329-I33I.

6. Еру И.И., Песковацкий С.А., Бариловкч О.И. Нелинейные свойства сверхпроводящей плёнки на СВЧ. // Письма в ЖЭТФ. -1967. - Т. 6. - № 7. - С. 759-762.

7. Еру И.И., Песковацкий С.А., Чернец А.Н. Трёхуровневый парамагнитный усилитель трёхсаиткметрового диапазона иа андалузите. // Радиотехника и электроника. - 1968. - Т. 13. -

№ 6. - С. 1045-1048.

8. Еру И.И., Песковацкий С.А., Чернец А.Н. Четырёхуровневый парамагнитный усилитель трёхмиллкматрового диапазона на аодалузите. J J Радиотехника и электроника. - 1968. - Т. 13. -№ 6. - С. 1049-1054.

9. Eni I.I.,Peskevatekii S.A.,Cherbetо A.H.Andalueit -maser cryetai. ц 1968 Int.QuaBt.Electren.Coat..Didgest, USA , 1968.

10.-Eru I.I., PesoovatBkli S.A., Cheraeto А.Ы. Triraleat-ircn-doped aadalUBite as crystal for microwave maeere. //

IEEE Journal of Quantum Electreaice, - I968.-V.2.-HII.-P.723-728.

11. ЕруИ.И., Песковацкий C.A., Чернец А.Н. Парамагнитное усиление в миллиметровом диапазоне. // Квантовая электроника: '

- Киев: Наукова думка. - 1969. - № 3. - С. 265-275.

12. ЕруИ.И., Зарипов М.Ы., Альтшулер С.А., Песковацкий С.А., Чернец А.Н., Шекун Л.Я. Активный кристалл для квантового

парамагнитного усиления. // Авторское свидетельство. -№ 240132. - 1969. - Опубл. в БИ. - 1969. - № 12. - С. 54.

13. Еру И.И., Кащей В.А., Песковацкий С.А. Нелинейные свойства тонких сверхпроводящих плёнок на СВЧ. // Тез. докл. Советско-Японской конф. по физике низких температур, Новосибирс, август 1967. - Новосибирск. - 1969. - С. 37-38.

14. Еру И.И., Кащей В.А., Песковацкий С.А., Поладич A.B., Сулима B.C. Исследование нелинейных свойств тонких сверхпроводящих плёнок в СВЧ диапазоне. // Отчёт о НИР "Проводник",

г.р. № 68.030.669. - 1970. - Харьков: ИРЭ АН УССР. - 1970.

15. Еру И.И., Кащей В.А., Песковацкий С.А. Тонкая сверхпроводящая плёнка в поле СВЧ. // ЕЭТФ. - 1970. - Т. 58. - № 3. -С. 778-785.

16. Еру И.И., Кащей В.А., Песковацкий С.А. СВЧ методы исследований динамических характеристик тонких сверхпроводящих плёнок. // ЖЭТФ. - 1971. - Т. 60. - № 2. - С. 775-781.

17. Eru I.I. ,Ksscheii V.A. .Tescovatslcii S.A. UHF metods fer the investigation of the dynamic charakteristics of thin superconducting films. // Soviet JETP.-I97I.-V.33.-Na.-P.«9-422.

18. Еру И.И., Песковацкий C.A., Шульга В.M. Инверсия спиновых населёшюстей при повышенных температурах и концентрациях. // ФТТ. - 1971. - Т. 13. - № 10. - С. 3142-3143.

19. Еру И.И., Песковацкий С.А., Поладич A.B. Вольтаыперные характеристики тонких сверхпроводящих плёнок. // Тез. докл. 17 Всесоюзн. конф. по физике низких температур, Донецк, июнь 1972. - Донецк. - 1972. - С. 88.

20. Еру Й.И., Песковацкий С.А., Поладич A.B. Влияние тепловых эффектов на амперную характеристику тонких сверхпроводящих плёнок. // Тез. докл. 17 Всесоюзной конф. по физике низких температур, Донецк, июнь 1972. - Донецк. - 1972. - С. 89-90.

21. Еру И.И., Кащей В.А., Песковацкий С.А. Влияние СВЧ излучения на вольтамперную характеристику тонкой сверхпроводящей плёнки. // Тез. докл. 17 Всесоюзн. конф. по физике низких температур, Донецк, июнь 1972. - Донецк. - 1972. - С. 91-92.

22. Еру И.И., Песковацкий С.А., Поладич A.B. Нетепловой разрыв вольтамперной характеристики тонкой сверхпроводящей плёнки. // ФТТ. - 1973. - Т. 15. - № 7. - С. I599-I60I.

23. Eru I.I.,FeBlcoratelcii S.A.,P®leÄich A.V. Nenthermal dia-contiuity in current-voltage chwakteristic of thin euperconduc-ting fila. // Sov.Phys.Sol.Stat.-I973.-V.I5.-M5.-P.XO69-XO7O.

24. Еру И.И., Песковацкий C.A., Поладич A.B. Релаксационные колебания транспортного тока в тонких сверхпроводящих плёнках. // OTT. - 1973. - Т. 15. - № 7. - С. 2228-2230.

25. Еру И.И., Кащей В.А., Песковацкий С.А., Поладич A.B. Вольташерные характеристики и механизм "токового" перехода тонких сверхпроводящих плёнок. // Препринт ИРЭ АН УССР, Харьков. - 1974. - № 35.

26. Еру И.И., Кащей В.А., Песковацкий С.А. Амплитудный модулятор. // Авторское свидетельство. - ff 448517. - 1974. -Опубл. в ЕЙ. - 1986. - № 46. - С. 300.

27. Еру И.И., Кащей В.А., Песковацкий С.А., Сулима B.C. Вольтамперные характеристики длинных сверхпроводящих плёнок в поле высокой и сверхвысокой частоты. // ФТТ. - 1974. - Т. 16. -№ 10. - С. 3II3-3I35.

28. Еру И.И., Песковацкий С.А., Поладич A.B. Скорость "токовых" переходов мевду сверхпроводящим и резистивным состояниями в образцах малых размеров. // Криоэлектроника в вычислительной технике: - Киев: ИК АН УССР. - 1974. - С. 44-46.

29. Еру И.И., Песковацкий С.А. Смешение сигналов СВЧ с усилением сверхпроводящими плёнками в резистивном состоянии. // Изв. вузов. Сер. Радиофизика. - 1975. - Т. 18. - № II. -

С. I7I3-I7I5.

30. Еру И.И., Кащей В.А., Песковацкий С.А., Сулима B.C. Смешение сигналов сверхвысоких частот с коэффициентом преобразования больше единицы. // Радиотехника и электроника. - 1975. - Т. 20. - № 5. - С. III2.

31. Еру И.И., Песковацкий С.А., Поладич A.B. Изотермические вольтамперные характеристики длинных сверхпроводящих плёнок. // У<Ж. - 1975. - Т. 20. № 6. - С. 903-911.

32. Еру И.И., Королёв В.Д., Ыышенко В.В., Песковацкий С.А., Шульга В.М. Андалузит с примесью трёхвалентного железа - активный кристалл для квантовых парамагнитных усилителей. // Препринт ИЮ АН УССР, Харьков. - 1975. - № 46.

33. Еру И.И., Королёв В.Д., Мшенко В.В., Песковацкий С.А.,

Шульга В.М. Исследование релаксационных характеристик в кристаллах, используемых в квантовой электронике. // Отчёт о НИР "Спин", г.р. № 71.040.847. - 1975. - : Харьков: ИРЭ АН УССР. -1975.

34. Еру И.И., Кащей В.А., Песковацкий С.А., Поладич A.B., Сулима B.C. Исследование динамических свойств сверхпроводников в СВЧ диапазоне. // Отчёт о НИР "Проводник-2", г.р. № 71.048.848. - 1975. - : Харьков: ИРЭ АН УССР. - 1975.

35. Еру И.И., Песковацкий С.А., Поладич A.B. О распределении критического тока по сечению цилиццрических и плоских сверхпроводящих плёнок. // ЮТ. - 1976. - Т. 18. - № 8. - С.2464-2465.

36. ЕруИ.И., Коыешко В.А., Крутько А.П., Песковацкий С.А., Поладич A.B. Вольтамперные характеристики длинных сверхпроводящих плёнок ниобия. // ©ТТ. - 1975. - Т. 17. - » 10. - C.3II9-3121.

37. Еру И.И., Поладич A.B. Структура резистивного участка вольтанперкой характеристики длинной сверхпроводящей плёнки. // У®. - 1977. - Т. 22. - № 7. - С. II7I-II75.

38. Еру Й.И., Песковацкий С.А., Поладич A.B. Особенности вольгамперных характеристик сверхпроводящих мостиков с нормальным краем. И Тез. докл. 20 Всесоюзн. конф. по физике низких температур, Москва, январь 1979. - Черноголовка. - 1979. -

С. 209-210.

39. Еру И.И., Корзинский Ф.И., Крутько А.П., Оболонский

B.А. Критические токи сверхпроводящих плёнок ниобия в поле СВЧ. И ЮТ. - 1979. - Т. 21. - № 6. - С. 1858-1860.

40. Еру И.И., Песковацкий С.А., Поладич A.B. Движение границ резистивной области в сверхпроводящей плёнке с током. // ФОТ. - 1979. - Т. 21. - » 7. - С. 2004-2008.

41. Eru I.I.,Pescovatskii S.A.,Poladich A.V. Current-voltage characteristic в <if long superconducting micrebridges of variable thicknes and with normal bank. // Piiya.Stat.Solid. - 1979. - V.53(a). - Н2» - P. KI85-KI87.

42. Еру И.И., Кацей В.А., Песковацкий С.А. Способ детектирования сверхвысокочастотного излучения. // Авторское сввдетель-ство. - $ 489452. - 1975. - Опубл. в Ш. - 1986. - № 46. -

C. 300.

43. Еру И.И., Кащей В.А., Песковацкий С.А. Способ формирования в сверхпроводящей плёнке нелинейности, пригодной для смешения частоты сверхвысокочастотных сигналов. // Авторское свидетельство. - № 515407. - 1976. - Опубл. в Ш. - 1986. -

№ 46. - С. 300.

44. Еру И.И., Крутько А.П., Песковацкий С.А., Сулима B.C. Сверхвысокочастотный смеситель. // Авторское свидетельство. -№ 671672. - 1979. - Опубл. в БИ. - 1986. - » 46. - С. 301.

45. ЕруИ.И., Песковацкий С.А., Поладич A.B. Сверхвысокочастотный смеситель. // Авторское свидетельство. - № 701467. -1979. - Опубл. в Ш. - 1986. - № 46. - С. 300.

_ 46. Еру И.И., Песковацкий С.А., Поладич A.B. Способ контроля качества сверхпроводящих плёнок. // Авторское свидетельство. - 778577. - 1980. - Спубл. в Ш. - 1986. - » 46. - С. 300.

47. Еру И.И., Крутько А.П., Песковацкий С.А., Поладич A.B. Смешение сигналов сверхвысоких частот на сверхпроводящих плёнках нитрида ниобия. // Радиотехника и электроника. - 1980. -Т. 25. - » 9. - С. III2.

48. Eru I.I.,Реskovatekii S.A.,Sulimm V.S. Critical current in long superconducting filas in microwave electr»magnetic fields. // Thin Sol.Films.-I980.-V.67.-KI.-P.L&I-L62.

49. ЕруИ.И., Песковацкий С.А., Поладач A.B., Стрижко Л.П., Сулима B.C. Исследование нелинейных свойств сверхпроводников в миллиметровом диапазоне. // Отчёт о НИР "Квадрат", г.р. Р 76.020.088. - 1980. - : Харьков: ИРЭ АН УССР. - 1980.

50. Еру И.И., Королёв A.M., Песковацкий С.А., Подьячий В.И. Однополосный радиометр средневолновой части миллиметрового диапазона. // Тез. докл. 14 Всесоюзной радиоастрономической конф., Ереван, октябрь 1982. - Ереван. - 1982. - С. 96.

51. Еру И.И., Королёв A.M., Песковацкий С.А., Подьячий В.И., Шульга В.М. Радиометр диапазона 40...45 ГГц с квантовым усилителем. // Тез. докл. 14 Всесоюзн. радиоастрономической конф., Ереван, октябрь 1982. - Ереван. - 1982. - С. 98.

52. Еру И.И., Мышенко В.В., Песковацкий С.А., Шульга В.М. ' Создание высокочувствительной приёмо-измерительной системы 3-мм диапазона для радиоастрономических исследований. // Отчёт о НИР "Альфа", г.р. № 81.014.285. - 1982. - : Харьков: ИРЭ АН

УССР. - 1982.

53. ЕруИ.И., Миленка В.В., Песковацкий С.А. Расширение полосы частот квантовых парамагнитных усилителей миллиметрового диапазона. // Изв. вузов. Сер. Радиофизика. - 1983. - Т. 26. -№ 10. - С. 1603-1605.

54. Еру И.И., Песковацкий С.А., Подьячий В.И. Криогенные смесители коротковолновой части миллиметрового диапазона. // Распространение и дифракция радиоволн в миллиметровом и субмиллиметровом диапазонах: - Киев: Наукова думка. - 1984.

55. ЕруИ.И., Песковацкий С.А., Поладич A.B. Сверхпроводниковый элемент с отрицательным дифференциальным сопротивлением. // Авторское свидетельство. - № III2I7S4, - 1984. - Опубл. в Ш. - 1986. - № 46. - С. 299.

56. Eru I.I.,PescoYatskii S.A.,Podjachil V.l. Low-noise Millimeter receiver with 7-пш naser amplifier. // Ninth Int. Conf. on Millimeter and Infrared Waves, Dldgest, Japan, 1984, P.?.

57. ЕруИ.И., Песковацкий С.А. Флуктуационная чувствительность приёмника и форта частотной характеристики его входного устройства, ff Изв. вузов. Сер. Радиофизика. - 1985. - Т. 28. -» Ю. - С. 1246-1249.

58. Блинов А.К., ЕруИ.И., Королёв A.M., Князьков Л.Б., Мы-ненко В.В., Песковацкий С.А., Подьячий В.И., Шульга В.М. Разработка теоретических методов и алгоритмов расчёта антенн, волно-водкых трактов и электронных приборов, создание квантового усилителя и импульсного передатчика для радиоастрономических исследований в миллиметровом диапазоне длин волн. // Отчёт о НИР "Бета", г.р. ö 81.067.994, часть 3. - 1985. - : Харьков: Ш АН УССР. -1985.

59. Еру И.И., Королёв A.M., Песковацкий С.А., Подьячий В.И. Налошумяцее входное устройство радиоастрономического приёмника 3-tBi диапазона. // Тез. докл. 17 Всесоюзн. радиоастрономической конф., Ереван, октябрь 1985. - Ереван. - 1985. - С. I4I-I42.

60. Блинов А.К., Еру И.Й., Песковацкий С.А. Накачка квантовых усилителей в "сильных" магнитных полях. // Изв. вузов. Сер. Радиофизика. - 1987. - Т. 30. - № 5. - С. 674-676.