Прецельная чувствительность детекторов СВЧ излучения на туннельных переходах тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.03 ВАК РФ

¿niо 1 Ч Ч'

¡I'ó 1 J *

КОСКОВС1ШЙ ОРДЬНА ЛШШЛ, ОРДЕНА ОетЯЕРЬСКОЙ РЕВаЖДИ H ОРДЕНА. ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЛШ ГОСУДШП'ЗШйП УНИВЕРСИТЕТ им.М.В.ЛОМСНОСОВА

ФИЗИЧЕСКИЙ 4Л1СУЛЬТЕТ

На ирдрах рукописи

ДЕ£ЯТОВ ИГ'ОРЬ АЛЬШШИ

Уда 62I.376.2o9.0i

ПРЕДЕЛЬНАЯ ЧУВСТШТВДЬКОСТЬ ЛЕЯЕКТОРОВ СВЧ ИЗЛУЧЕНИЯ НА Г/ШЕЛ ЬШХ ПЕРЕХОДАХ

Специальность Ü1.04.03 - радиофизика

АВГОРЙЖРЛТ диссертации на соискаииэ yveной степени кандидата фгзкко-иг.т.ьштапе'ских паук

Москва - 1992

Работа выполнена на. кс^.е^ре колвбыгиГ физичзского факультети МГУ км. 1<!. З. Л о ион о с о ва

Научный руководитель - доктор физ^ко-м^тематических

наук К.К.Лихарев ифициадыше оппоненты - доктор физико-математических

наук Г.Н.Гольцман кандидат фигико-иатачатичес'.мх наук С.П.Ватчаыш Ведущая организация - Институт радиоэлектроники АН РАН

Зшшгэ диссертации состоится " " ^РС^^/^л' 1992г. в часов 5 О минут в аудитории -/£> щ заседании

Спяциачизировашого совета отделения радиофизики К.053.05 92 , физического факультета ':(Г/ ии.М.В.Ломоносова-

Адрос: П989У, г.Москва, Ленинские гори, МГУ, физический факультет.

С диссортациоП ыохне ознакомиться в научной библиотеке физического факультета ¡ПУ.

Автореферат разослан Л__" ^^Ци 1292г.

УчмшГ: секретарь Специализированного совота

К.053.СГ\|92 отделения радиофизики ' ~ "

кавдздат фгзико-катеыатичееккх наук А.Б.Лебедева

I. ОЩЛ ХАРЛКЧЕРИСТЛ1СЛ ГАБСЯТ1

Актуальность тем. Исследуемые е диссехяациоиноП работе такие криогенные детекторн СЗЧ мг.лучения, как параметрически! усилитель ла ¿5 f/S (сверхпроводник - изолятор - свертпрсводник^ . переходе, коютгнсациопяий радюиотр, ьвадратичнчй Д(П'ех-тор на переходе являются перопективиими приемчик/ши с

высокой чувствительностью. Поьтому псследовагельное теоретическое -рассио-фенпе физиьа работы я определение их предельной чувствительности, а такяе льаденае ш^-иэкого парамэтра, а дек-, ватно описывавшего их чувствительность как в классической, так и в квантовой области, является актуалкюй проблемой. Предложенные ü подробно иьучешшз в данной работе квадратичные детекторы Gffl излучения на одиночных к двойных b£Т (¿ingfa efectlon ívrneii«^переходах но обсуждались ранее по,дробно з нтучноп .гстературе, поэтому тсорстичоское рассмотрения íatcrcc детоиторо» является такха актуальной задачей.

Цедсю. настоящей работы является нахождение предельной чуьствителышиш. параметрического усилителя на £>IS переходе, компенсационного радиометра, и-2адрат:т>шого детектора на

£ Í Ь перехода, квадратичных детекторов на одиночных и дво<1-нга /ГГТ* перехода-/: а введение Егуыозцх параметров, адекватно опредоггащих их чувствительность как в ютхсячезкой, так и в кваисиввй области.

Метазд.исследования. При рас «ста предельней чувствительности рассматривавших детьктсров СЕЧ получения последовательно применялся продложезягый Лакеем метод использования гей-

зенберговских уравнешя для операторов систеы! с лгнкевеноЕСки-

ми источникам флуктуация, лосзольхи^ий определить предел:-цу~ю чувстгихел-ькость дегек:'ороз ¿un в класс лчаскоЯ, так и в квантовой области..

haygica изттана уабзта г.аюгочаегоя в следующем:

- Ьг.ьрвы' лровадеь корректный квгигаозо-статистнчсскк^ анализ работ зараметрк-ч-золото усицчтеля m SIS переходе с упвтгы коночч^го уширзнча сн'с 'xeaosuic особенное. .й.

- iígkc:4¿bo, uto дда HPfv^pnriwiioro дегектара с гредварктельнш peroHepaxanmw уаилешем сиг-нала могу? Суть введыш шумошс параметры Qj , £)ы . поденные введенном pwîc дчк /шне".ких призмников -, приоеа ¿згш'чкна искового параметра. Q^ всегда 01'рышчьча снизу величиной энергии нулевых уолебанкй irwft,

- Цпзрьыа ироведо! корректный каангово-отатистичеокий анализ такого. v.-'uyrsrpuúri! детектора лыучо>тл, лак ;сва.\ратичмл* дьтза:тор ja. I £ п-зрозтоди< Показано, что ого ;гумсвсг1 пар»-котр Oj мигах оыть ¡сведен ïmivcd при привкв ггумового сигнала с OTHocm'fJUbijo ль.сокоД vyutr.QX твгпературсП 'L

где - 4"c.'-s> фотоло? сигнала, при типичных значениях па-

раметров иесе^сда. Тохшо для переходов с £и'.стре»?ально ur-jmw тскьдн учемки 1 м ^ , иуиовой параметр Gy ыогст быть

введен при правою сигнала с миой температурой n^J •

tí атом c.Tiyiir.e о:ишалэсь, что Qr~>0 при , Эхо демонст-

рирует, 4ío SIS детектор но чмеет ограничения на свою чузог-вительность-.

- Впервые. лродэден лооледоБательдаП тсоротичяодий анализ работы кгадраадиного .детектора СВЧ иьлу немил на туннельном И1М (металл - чаолыор - мр.тьдл ) переходе сьеухшдых размеров (¿JET переходе) . Показано, что, хота видеоотклик какого детзлтора

не достигав'.1 кваьтоьюго предела «Д^1 , уке практически достигнутого в £> /5" детекторах, тем ке пенсе, самого2 параметр такого- детектора удается избеги кз-за экстремально и • лого тока угечги 10 перехода. При -этом величина данного ¡ц/-мопого и&рамсгра тан г.:е но ограничена сотзу величина:! эчэртти нулевых колебаний 9 кэк к и случае «ь/^ детектор.

- ьпергие 1фОЕедеи полледсьательнъЛ теоретически:"* анализ увсд-рэтичного детектора на двойном ПГГ"/!/4? переходе езерхуглой площади С^ ^ Т тралгшетире у . Покаучгю, чгс видооотхг.як такого детектора 1/ожет достигать квантового предела е/пЫ ( При усж.уяи использования специального согласующего яентура. о"о ¡трнЕ'.диг., . однако,.. к понижлшю его мощности насщенис до величины .порядка ^г г> # ЩумовоЯ параметр такого дз-гектора тате, введен и покс.зш:о, что эго ьр.личлна но ограничена снизу энергией нулевых кол.?б»ь~ий

Практкчог.кад. ценность. Полуденные р работе результаты могут Сыть., полезны для адекватного погамания возможности оке-перимента^ьаогр.пргаген'еныя рассмотренных детекторов для высокочувствительного. лрисиа СБЧ излучения. Полученные ресугьтгтп таяжз могут бъ&ь . полезны., для покихадшя ¿озмолностеЯ пршенения ^ Е Т переходов в радиофизических устройствах.

Апробация щботь:. Результата работы довладгазались на са-ишаре лаборатория криогенной электроники кафедры колебаний фл-зкпеслого факультета 1ЛГУ; на тес^етпческоы семинаре лаборатории крипмннэй электроника ЬИКЯЗ МГУ.

Публикации. По теме диссертации опубликоЕзш 4 статьи, список которых приводен, в конце реферат*.

с

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения и содержит 130 страниц текста, включая 19 рлсушсоЕ в библяографао иг 69 названий.

il. СОДКРШМЕ РАБОТЫ

1. Во Вселении обосновывается актуальность проблемы введения адекватного шумового параметра для различных типов приеиниксв. Отмечается, что, хотя для линейных приемников (усилителя, смесителей ) эта задача недавно была, успешно решена , но для шхпнайшх квадратичных видеодетекторов ш/мовой пкпенетр, вдекьатш. отюываший пределькут» -¡увствительность приемника как

в классической, так н в' кьантовсП области, до сих г р не бил введен, Бо Введении обосновывается выбор рассматривавших » работе типов туннельных переходов, дается краткий обзор литературе, а такка привздена краткая аннотация us. ой и? глав работн.

2. Б глава "Параметрически.! усилитель на SIS переходе" рассматривается предложенный Лии параметрический усилитель не.

SIS переходе. Простив оценки, проведешзю Лии, показали, что такой усилитель является "идеальным" парслетрциеским усилителей о исчезагцо . шишыл -соо'ствеылам ьумаыи. Однако этот факт до сих пор кэ был экспериментально подтворждон. Поэтому возникает необходимость в пасладоватольнои анализа рдо'оти такого усилителя, уадшваюцвго кваптошз свойства сигнала и ыума.

В параграфе 2.1 кратко излагается теор'ля туннелирования в S I S переходах в резюгае зада1шя на них постоянного напряжения.

3 шрагрфе '¿.'Ï шзодится общее вь.-ражениз дли шумового параметра гараыетричес;сого усилителя. При. этом рассматривается пара-ыетричос1а«й усилитель, организованней по отражательной -xeue, а работащай либо в "гыратдзнноы" (трехфотокнок), либо в "дважды шроэдстшои" ( ча'.ырахфотонном ) резюме. когда усилитель является рбгеиораги5нин. Используя результата ^уцдоиентальной работы Туке-

s

pa и '1>ел1дмаиа , выводится внракение для коэффициента усиления и полной шкодной туковой мощности усилителя, Учитывая раз- ■ лилия медцу узг.ополоснкми (" S' Й>) н ашрокополосчымя(*Ь^&) ре-жииамл ре.бо'ш усилителе, вшдатся кумозой параметр £)- усилителе для каждого из этих случаев, адекватно описавшей квантовую стадией!ку сигнала и флуктуа.'Р1й в переходе к согласующем контуре, а также ^уыовоЯ параметр , которкй ожсуьает

флуктуа-диснные свойства тол:>ко SljS перехода.

о параграфе 2.3. результате численного рдсчега

иумоього параметра, &>-у дадда^о усилителя. Показывается, что усилитель на "идеальном" S 1S пгреходв, компоненты тока через который определяются в рамках теории Eiill! действительно является идеальным зараме тричесiivr./t усилителем с исчез-оюще мушми собст-векнши оумамл,. определяемыми параметром Оч . Как и всякий "идеальный" параметрический усилитель, усилителе на L-1S переходе в i) S В релашо рое тируем лшгь на одну квадратур чум компоненту сигнала. IIoo?o.vy ограничение на его чувствительность, определяемое иутаым г.араметром Q> , стремится к кул» в iô S6 режиме, ь то время, так при приеме узкополосшго сигнала CSSS режкы ) , ©э ограничен величиной "kto/'c . Учет неизбежного уц-лрения целевых особенностей m ЗАХ SIS перехода приводит к реькому ухудшению характеристик такого приема:ка. Проведений численный расчет такого приемника на греальном" S î S переходе, при глэделировании ¡деловой ралмазки скачка тока плавной (Тунк-цией арктангенса с параметром,размэпки 1 (ъ-О.с!) , типичной для современных I S переходов,, покапал,. что п-.коЯ усилитель яодет работать только, по, гагозденной. охзме,, в то время как при

работе по дваяды шро:зденной регенерация ьооЗие не насту-

ttae'Ç» оядче:ые Qn какого усилителя оказывается нижз селли-iui l^uj/i только на экстремально енсоких частотах сигнала ¿j » Дальае<&йУй yfcfâtàtoeltfie частоты сигнала гриво-

дйт к резйому росту

анализ KCMnei;cs:iiicii- ' Нога р'адавМеЧ'рЗ.* прш<одят2я результата анализа гредельной чув-СтпйтеЛЬйОС'ти квадратичного вэдеодотектора с предварительным ре геНерслчыра: .усилением сигнала (коыпенсационного радиометра) . ТькоГо ро£й уй*ройс*зо является проиелутоодм эвеном от линейного параметрического усилителя к '.'лрямш", о'ея всякого предварительного усиления* квадратичным детекторам.

В иар&грапе S Л рассмагри сае тс и эквивалентная схема компенсационного радиометра и находите. его вЦцеооТклик как ut. узкополосный, так и на ';:ироконолос1п.!и сигЯЬЛ, У^Ни'^им» 4то дйя отдаленности à §li.i счигаетйя, *tïrj rtp^lDiiplWejibHOe yctuietiil'ô hiirtia-л£. осуществляется парсиотр1»ЧейКш1 усйЛШ''ЗАеи> в

режиме, хотя такого рода ограничение не .'ИшкетсЯ Принципиальным; .Уагло лии.ь, чтобы фана предусиЛенИя была регенеративной.

В парагргфо '-¡.2 вводится иумошК параметр компенсационного

радиометра, адекватно учитывающий кшнтовую статистику принлг'л-

омого излучения и ^луктугоулЛ в радиометро. Показывается, что

шходкой ('луктуацаончыи Hu^KcMacTorimii ток на выходе такого

детектора определяет сумма шумового параметра QТО , огш-

сивап:,зго статистику ггрин-шаемого теплового изучения, и шумо-

¿-\ ssB

гюго ларглетра иредусилителя fcV _ . Таким обозомj суровые свойства cej/ого ридиомзтра, ;:ui; в rj ^ocir-iic^o.*. так и в члчнто-boii оэласги чугс'^пи.гель'юстг., спгп\гейл.?т vywoooft параметр нрод-усичитегя . '.'омл'.ика Q- -О^^'^ц) гснгц.-. огра-

ньчена снизу леличыюй "tiWi - энергией нуловнх колебаний, что является следствием предварительного рет-еиераткпного усиления сигнала'.

4. В главе "Детектор нэ BIS петоходо" проводится корректный '-чанговэ-статистическиЯ анализ такого популярного "прямого" , баз предварительного регенеративного усиления, квадратичного детектора СШ излучения, каким является детектор STS переходе,. "Классическая", без учзта квантовой стеоистики излучения, теория детектирования S' переходом подробно изложена в известной работе Тукора и Фельдмана»

В параграфе. 4.1 рассматривается эквивалентная схема такого : детекторе, и находится его видеоотклик на квантованный однокодо-'; рый сигнал. Показывается, что выражение для откликаblS детектора на гоиятованшй сигнал отличается от форяули Тьена - Гор- , дсна ,..оыисктпцей :здимодейстьие 575' перехода с классическим гармонические сигналов. Однако в пределе h».l , где /7-, - среднео чиспо фотонов сигнала, оба этих вйргжешш совпадают.

В'параграфе 4.Ü рассчитывается спектральная плотность вы- . ходу их низкочастотна флуктуация данного детектора. Отме' ются, что она состоит, ае только из дробового шума тока утечки ^(»-о) ко и из преобразованных с сигнальной частоты флуктуаций сигнала, согласующего контура и туннельного перехода (fO) f ц также дробового шума видооотклика которым, однако,

ысжио пренебрегать при достаточно высокой температуре шумового сигнала и хорошем согласовании.

В т.-аграфе 4.3 рассматриваются параметра, оаргделягации , качество ¿> IS детгктора с тошм арония разливших вспкогшых приложений. Показывается, что тиышциы. • фундаментального характера дроОсвыи шумом тока утечки ? (к^можно пренебречь по

И

сравнению с S^l+o) при достаточно высокой температуре шумового сигнала.!^ '•Иk. В этой случае можно ввести пуыовой параметр Qg . такого детектора, j '.торий, в отлита о от анало-точного, параметра линейного параметрического усилителя и квадратичного детектора с предваритеиьныи регеиеративныи усилением, не распадается в обцаи случае на сумму бопискваючуп ■ флуктуяцш! .равновесного сигнала, и Оы , зазнеящзго только от параметров.дотектора. Только при высокой теипзратуре сигнала: П >>> 1, пиракенко для , ^¡S детектора распадается на зум-uy Q(w,T¿) и Ощ , независящего от статистики ггркшшаеиого излучения.. Дараиитр Ыь директора всегда меньше аняло-

гичного параметра линейного приемника, и , приЛ^СД что

1 отражает фата; реагирования SIS' дояштерз, гак всякого фоуон-j v ного счетчгаа*. только на ашлитуду принимаемого излучения, но не на его. фагу. Однако при низкой температуре сигнала Го"«! , достаточно трудно добиться преобладания прообраэовшпюго о сигнальной частоты шума ^j(í-o) над дробовш Еулоих-тока ?0(+о) . Для этого требуются лорохода с экстремально малыын токякн утечки .порядка нескольких.нансампер, что являэтел сложной технологической проблемой.

В конце параграфа .приводятся изиесп но оценки таких гира-мэтроп Г S перехода, run: время отклика ^ и мощность насыщения ..

5. В главо "Детектор на от эчппцг^ГТ переходе" онализи-ру отел возможность применения для детектирования СЕЧ из луче пм туннельных íМ переходов евпрхмалей площади, в которых пызгт место однозлактрсцыыа. кыгания ( Т пароходы).

В параграфа 5.1 кратхо излагается теория туннелйровщшя ъ

ЯЕ V пароходах в ¡скипе задают; »га «их постоянного напряжения, т.е. при сопротивлении шунта ^ много меньшем туннельного сонрожшншя лерехода .

В параграфе 5.2 рассматривается эквивалентная схема данного детектора а ойссношваег-ся вид гамильтониана взаимодействия 2 Ь Т перехода с СШ сигналов.

Н параграфе й.З находится эидооотклик В Е I детектора нг. квантовании?. аселтроиапитний скгна». хак ло, как ч в случае 5 I £ детектора, показывается, что в^рмение дая видео*

!-1 ... Гр»

отклиаа С ' перехода не квантованный эявктршагшлчвЙ! ей г» нал отличается от фо^гг/ли Тьека - Гордона , еписНйакйфЙ аг'шшсдейсявие туннельного перехода о классическим гйрШ)нй~ ческим ¿«гдолсы. Оба л'^рахенкп совпадаю* только в пределе ших чисел фстонов екгкада. П>>1 .

В параграфа 5.4 находится спектральная плотность ваходних низкочастотных флуктуаций данного дётзктора и рассчитывается ого видоочузствитеылгасть. ПэклзНшетСя, что Шдеэмузстлйтель-незть Ь /- 7 детеытора не достигает ¡шш го во го предела из-за погло-л;е1;>ш новости излучзнш в игунТе, необходимом для осуществления одноолектроиных эф'елтов в одиночном пе-

реходе св.зрхшлкх размеров. Покаенгаетсл, что спектральная плотности вш&диш: низкочастотных колебаний дачного детектора определяется некогеренаноП суммом дробового пума тока утечки прообразованных о сигнальной частоты флуктуаиий шунта к сог^ас-.ую ци'О контура ^(флуктуаи.кдыи туннельного перехода в рассматриваемом случае можно прекеб^гять ) и дробового пума сигнала .

£з параграф 5.5 вводится юумозо.Ч пг.раштр / детекта-

ра. ПоказыЕазтсг, что даже при низкой температуре фона вкходныо глуктуации дяляого детектора определяет не неиметций ф>ту\амен»алъного характера дробоиой тум тока уточки (+о) , а д-рсбоюй шум сигнала ^.Чо") , несмотря на относительно малый вицеоо*шшк 5ЕТ детектора, ото объясняется экстремально ¡/алши значениями юка утечта одиночного «¡укп'роваикого £1 перехода щм. низкой температуре Т? <ч Л к с, С » где £ - емкость перехода - . Поэтому удается вяр.сги суиовоЯ пашдо.тр даадлга детектора. № яу.чина ~~'0 пр/- „ за.к:

и в случае Вдетектора» что сагр^жай» фкст- лвтлфамяих.З'ЦЬ детектора только не. амплитуду смснооач йо^куяй дта деть/гора отлччна от подобной форчуп^ &И&'дртвияора.* Это различие объясняется тем, что в случае ¡^¡¡В детектора пргоблвдг,-1эа{иЧ вклад, в. об^иП ь.ум детектора внос-ила кошелекя» ¡"-умок а в случае детектора, из-за относительно! не<5о.таш?со> гм?е-

зэтклика, (+о). Только ггр-л инсокой теипературе «{онсгворо. сшиала ^ , иумовой параметр

/ детектора подобен

¿75

аналогичному г^араметру < детектора.

О гт

6 конце параграфа оцониваптс.ч такиэ параметры ■■> Г' детектора, как время . отклика <у и мо'^юсть настигая . которое оказызеятся одного порядка с аналогичными параметра).® детектора.

6. Б .главе "Детектор ка S fjl_ _гтр|акг'исторо'' исследуется возможность применения для детектирования Cifl излучения двойных

MI Wi N переходов транзисторов/.

В параграфе 6.1 кратко излагается теория тушелировяния в С г Т

<j £ - транзисторе л режиде задания на ней постоянного папр.тке-чи.ч. Отмечается отсутствие необходимости в LiyHTe в схеме .задания постоянного напрж:епия на SIT транзисторе, в отлично от

и

случая одиночного. ЗЕТ перехода.

И г.араграфе. 6^2 рассматривается эншзалентная схема такого детектора и обосновывается вид гамильтониана взаимодействия £ Е Т транзистора с СШ излучением. В данном параграфе также прг-у1ага&тся возможная схеш резонансного согласования шсокоокноеп- ВЕТ »«. где =

- г.ънкговаг адншца сопротивления, с шзз эшшм исгочником сигнала. Гюшзываахся, что такую схему можно реализовать в СБЧ ' тракте, приче*. ее присутствие не оказывает лринципиального ачи-яния ка овсйои'Ей ЗЕТ транзистора.

Б Лсцтгиафе 6.3 рассчитывается видеоотклик датектора ча транзисторе на квантованный злектромагнипшй сигнал. В этом параграф доказывается, что видеоотклик данного детектора стремится к квангоэому проделу при ^ккевции рабочей

точки вблизи области кулоковсксй блокады и. при ьспользовании ресокаисного согласуйте г о контура. Туннельные проводимости переходов, обра^уюциис.^'ранзистор, должны быть при этом соизмеримы: Р» ~ К'з .. Также в этом параграф« отмечаяточ, что шра-*е1Ш9 для отклиза.детектора, на- 5 £ Т* транзисторе не пэрохо-дит в клаосическсм пределе п:» 4 в ^¡щ/яу Тьвца - 1'ордоаа.. , Это ОбъИИШЗТОЯ .аоухюиюсть» ноглои^виия в ¡издои из переходов ^ Е Т трьнзн&гора СВЧ сигнала, в то время как формула 'Гь&аа-Гордона описывает измена'«'^ под деЛстеида излучения квадратичной ВАХ одиночного туннельного 1 захода..

Е парагра" 6.4 находится спектральная плотность выходом* низкочастотное флухтуаций данного детэктора. В этом параграфа

покагыаеется, ига шходш» н;;з1»очястотнчо флуктуации д-.тэктора С г гр

на ос I транзисторе опридолаг'гся некого рентной сумной лреобра-

зоЕгщзшт с стильной частоты флуитуаций % (ю) и дробового шуна тока. утечки 20(+о) , поскольку дробовш шумам-сигнала гож-ilO npQi* ебрс-.чь из-за относительно большого видеостоика данного детектора. Аналогичная ситуация была и в случае дете ктора на SET переходе.

а параграфе 6.5 вводится шуиовой параметр детектора на транзисторе. В этом параграфа показывается, что спектральная пгляноеть преобразованных с сигнгльной часточч флуктуации ¿д (+ О4) вносит определшкцкП вклад в обкий сум детоктори дет.о при относительно низкоЛ температуре иуиозогс сигнала n~J. Поэтому удается ввести иуыовой гдатчетр (9т данного де'/экто-ра, который ш равен сумме g) и Ov. Параметр 0Z де-

тектора на S [ Т транзисторе стремится к нулю при Пд-■> о ,

так же, Kajs и в случаях предыдуи,их детекторов на SIS и оди-0 Г гп

ночиоы /-■ с I переходах.

В конце параграфа оце1шва;о.тоя такио параызтры детектора на SET транзисторе, как ыоуьость ньсьг.ения f^at и время отклика 'С . итмочался, что из-за зысокоошостн SE Т транзистора ко^юсть насыщения Psat. пгдаст до экстремально чалой величины порядка нескольких пиковатт, щи условии согласования S С Т транзистора с источижоы сигнала, в тс время

С Г п

как мощность нас.чщзния 1 J дотектора [заша нэсколмх.м нп-

новатт. Бехгья отклика 'с детьктэра .л. f транзисторе одно •

п т г»

го порядка со временем огиишка детекторов на ! и одиночном St Т перехода.

1С

III. ОСГОШЖ РЕдУЛЬТЛТЬ! РАБОТЫ

1. Ползало, что парсигтричесютй усилитель на налшвйности реактивней хо«июнынтк тока через S'1 S переход может :с;еть про-набрежико шлые собственные rjnj только в случае "идеального"

V

перехода, коыпо.чегты тока черяз который определяется в рейхах теории Ш2|. Численным расчетом продемс ютрированс, что учет конечного ушпрения особенностей на ЗАХ S fS перехода, присущего всем реальным S IS пэреэгодам,. резко ухудшает параметр« такого усклктеля, лркчем один иа воемо-тных. его раяииов работа, . "дьслды выраздетс^?*, олас^гвается вообега труднореализуемым на реальном SIS переходе.

2. Проведен строгий" квантово-статистичсский анализ работа квадратичного видзодетектора электромагнитного излуче»ия с предварительным ^зегэнйративчш усилением сигнала Скомгенсацкошого рэдпом :ра ) л показано, что. для неге может Сыть бвэдзк аума-рой параметр, адекватно слисьшгм^й его чувствительность как

в классической, тек и в квантовой области. Отметано, что ве-лит-пша и^гА?овсго параметра компзясационного радиометра ограничена снязу njjnrnaofl лнергнп нулових колебаний ito/i кз-са предвари№л ы ;о го регегератигною усиления сигнала до уровне, доступною взиерению гаассичсскнуи приборами.

3. Проведен строгий кватоБо-стаиистмчесмй ?.г.»лиэ работы •

квг^лрагичвого.детоктора СЗЧ излучения на основе гвазичастичнс^.

С г С

чсл5шв1'шистм тока, черег ^ J J пароход. Покапрнс, что в обген случае дач S /i» детектора нельзя ввеотп шууовоЧ n&peuevp, адз-!:ьв,тно оглоывмиу™ его чувстгитчльность как в классической, так и в кваптозой области. Тем на менее, было продемонстрировано,что

tílkcí? парч^отр uojho ввести в ¿лучле прчема равновесного '.«злучо-ккя с досклс^о высокой рл^сктивноГ. температурой, ггричеь; величина этОлЛ щуиосо^о параметра но ограничена стзу величине 11 энергии иулашх колаС'аний о61' Д , .нескольку £] S. дс. ;ктор реагирует. линь на амплитуду сигнала, оставаясь нечувствительным к его фазе.

4. Покагачо, что одиночный MIN переход сверхмалой плоца-дг* ( SET переход^ мокно использовать для квадратичного де ve к т иро ьани л СВЧ иъяучвнчя,. хотя его зидео^урствигельнооть не достигает квантового предела е /nU) t когда ьгадей поглоп;ен-ыгй квант ¡»цергак- 1л вызызает1*" шзлирсванне олэктрона через переход.. Строгай клш1гово-ст£.тистичесшЯ анализ предельной чувьтдитас.номи так о га детектора пскьоал, что его выходной зуц определяет дроЗпъсй сум.сьгнглА,. а не гиадепцьй фукдауетялык;-го харакгярч. ^.тукгуа'дцл тога утечкл. Введем ьууовоР. параютр данного детакторэ, адекватно опшгегйюч'.кй его cboí'icvba как ь члассгческсЕ, аг-к и е квантовой области, и показано, что величина отого нг-рлиетрл не ограничена cicbj величиной энергии иу-моекх колобшшй ^ .

5. Пэкьзано, что двойной MIMIN пврьход счерхюлсй

f С С Т N

площади <- ' транзистор J иошо использовать для квадратичного дзтектироваиия CD4 излучения, примем его зидеочувстштель-иссть, при использовании согласующего контура, может достигать кнаатоаого предела е ^ . В то та. вр?м.ч отмшю, что.исполь-зоьанкь контура, резонансно согласуилого высокоомшй S Е Т тракзксюр с шизкомдшм источником сигнала, приводит к крьйпо ir.iP.mvi ^слачет'яы wo. ):сслу. насодзния, порядна нескольких гшко-ватч. Строгий крачтово-3'т1тистн'!ос;'>я ¿ислиз предельно;» чусои-

вительносаи такого детектора показал, что его шходной щум определяют преобразованные с высокой частоты $ уктуации сигнала, а не неимегашв -/уздамвнтального характера флуктуации тола уте-чи. Введён сумояей параметр данного детектора, адекватно ош-сыэоюций его свойства как в классической, так и з квантовой области, и показано, что величина этого параметра на огыишчзна снизу величиной энергии нулевых колебаний ic^/x .

По теме дкссеэташга опубликованы следующие забота,.

1. DiVqatavlJ1., Lkhwk.k, ZoKn А. ß. ffuc tu-

ütcoh ot ^waclfAtic KicliocittectCoh o^tnicrovMvi MjciiftiCon.

- SQ um?, eol. И. Ь. Ш>X, U VMg U.Y.)? {0<1- Ш.

2. be^-toi'T.i^^LS.JikhanvkX ЩиЫЬ, ¿?onh AB-

öuar.tuM-siütAt'.ccit^eü. ^ oj Гшсгоили? ifftal'ov» Г^рег'ои-

Juct^ tum.,I ¿uv,ct*OM.-Ч.Арр*. PH«J• У-- /«'§ •

3. Довятув И.А., Зорин A.B., Лихарев K.K. Продельная чумстаиг

аелыюсть детекторов на сверхпроводтцзх туштлышх переходах.

- Радиотехник и электроника, 1988, Т.ЗЗ, Быпл2., С.?,613- .-621.

4. Девятое I1.A, О возможности iотодетектироnaiлш па тушзлыщ/ переводах типа HTM свэрзыалой плскцяда. - Рвдчотсхшиа в электроника, 1992, Т , Etn.9, C.I633-IS46»