Лаборатория сверхпроводниковой наноэлектроники

• Разработана приемная система, основанная на двумерном массиве антенн с болометрами на холодных электронах (БХЭ) на 345 ГГц для баллонного проекта OLIMPO.
• Достигнут предельный уровень чувствительности БХЭ, ограниченный фотонным шумом приходящего сигнала.
• Разработан БХЭ, работающий с рекордным электронным самоохлаждением. Электронная температура абсорбера опускалась до 65 мК при фононной температуре чипа 300 мК.
• Изобретен резонансный болометра на холодных электронах (РВХЭ) с нанофильтром на кинетической индуктивности сверхпроводящей полоски NbN для многочастотных систем космического телескопа Европейского Космического Агенства ESA-COrE и других миссий.
• Разработана концепция многочастотного приемного пикселя с нанофильтрами на основе емкости БХЭ и резонансных свойств щелевых антенн для миссии ESA-COrE на частоты 75 и 105 ГГц. Статья в Superconductor Science and Technology отмечена как статья номера с вынесением рисунка на обложку.
• Разработан счетчик фотонов в диапазоне 3-50 ГГц на туннельных джозефсоновских СИС-переходах для поиска галактических аксионов темной матери. Темновое время переключения составило 6000 секунд, что на пять порядков превышает величины, наблюдавшиеся для ниобиевых СИС-переходов.

Внедрение результатов исследования:

1. Разработана приемная система на двумерном массиве антенн с болометрами на холодных электронах (БХЭ) на 345 ГГц для баллонного проекта OLIMPO внедряется в проект. Один тестовый образец для проверки воздействия космических лучей уже летал на ОЛИМПО в июне 2018 года. Образцы с двумерными массивами болометров готовятся к следующему запуску ОЛИМПО или LSPE.
2. Разработанная новая концепция для образцов с нанофильтрами на основе емкости болометров на холодных электронах и резонансных свойств щелевых антенн используется для внедрения в многочастотные системы на 220/240 ГГц для баллонного телескопа LSPE.
3. Разработанный счетчик фотонов в диапазоне 3-50 ГГц на туннельных Джозефсоновских СИС-переходах используется для международного проекта QUAX, Padova, Italy, для поиска галактических аксионов – предполагаемых частиц темной матери. Cейчас разрабатывается однофотонный счетчик на 14 ГГц для стыковки с высокодобротным резонатором, где предполагается взаимодействие с аксионами в сильном магнитном поле, рождающее фотоны этой частоты.
4. Разработанный приемный комплекс для исследования астроклимата внедрен в практику исследований атмосферного поглощения на серии площадок действующих и перспективных субТГц-обсерваторий. Выполнено 6 экспедиций, получены уникальные данные об астроклимате, позволяющие радикально повысить качество проектирования обсерваторий и сэкономить весомые ресурсы при строительстве. Среди обсерваторий: САО РАН, «Суффа», «Бадары», Крымская астрофизическая обсерватория, Пущинская радиоастрономическая обсерватория, Карадагская радиоастрономическая научная станция ННГУ. Среди перспективных площадок – поселок Монды, гора Мус-Хая, гора Ай-Петри, Кара-Даг и др.

Образование и переподготовка кадров:

• Разработан и внедрен специальный курс лекций: «Радиоэлектронные устройства для исследования окружающей среды и искусственных объектов» для магистрантов, дополненный серией (5 установок) лабораторных работ и практикумов.

• Организованы стажировки учащихся в ННГУ и НГТУ: 18 студентов по заданию Центра криогенной наноэлектроники прошли практику в партнерских организациях Москвы, Гетеборга и Рима.

• Защиты: 1 докторская диссертация, 3 кандидатские диссертации, 6 выпускных квалификационных работ магистра.

Организационные и инфраструктурные преобразования:

В 2014 году, после окончания мегагранта, ЛКН была преобразована в Центр Криогенной Наноэлектроники (ЦКН).

Другие результаты:

• Получен патент на полезную модель № 167585 от 10.01.2017 «Многочастотная планарная щелевая антенна типа ракушка на две поляризации», авторы Л.С. Кузьмин, А.В. Чигинев, Е.А. Матрозова, А.С. Соболев.

• Получен патент на полезную модель № 178649 от 16.04.2018 «Двумерный массив кросс-дипольных антенн на две поляризации с болометрами на холодных электронах для аэростатного телескопа ОЛИМПО», авторы Л.С. Кузьмин, А.С. Соболев, А.Л. Панкратов, А.В. Гордеева.

• Получены свидетельства о регистрации пакетов программ № 2014617274, № 2015614275, № 2016616727, № 201661350.

Сотрудничество:

• Технический университет Чалмерса (Швеция): создание экспериментальных образцов болометров, совместные исследования и публикации, студенческие обмены, научные мероприятия.
  

• Римский университет Ла Сапиенца (Италия): запуск обсерваторий на воздушном шаре, совместные исследования и публикации, студенческие обмены, научные мероприятия.
  

• Королевский колледж Холлоуэй (Великобритания): совместные исследования и публикации, студенческие обмены, научные мероприятия.