Мы используем cookie файлы.
Пользуясь сайтом, вы соглашаетесь с нашей Политикой конфиденциальности.

Приглашенный ученый Клапвик Теунис Мартиен Нидерланды
Номер договора
14.B25.31.0007
Период реализации проекта
2013-2017

По данным на 15.02.2021

53
Количество специалистов
119
научных публикаций
5
Объектов интеллектуальной собственности
Общая информация

Лаборатория исследует возможности  создания технологии ультра-тонких пленок с целью получения сверхчувствительных фотонных детекторов большой площади в виде массивов. Технологии позволят исследовать и создавать сверхчувствительные тепловизоры в диапазоне спектра от субтерагерцевого до видимого. Такие устройства востребованы в различных областях современной науки и производства ввиду их высокой чувствительности, зависящей только от быстродействия.

Название проекта: Лаборатория квантовых детекторов

Приоритет СНТР: а

Цели и задачи
Направление исследований: Прикладная сверхпроводимость

Цель проекта: Исследование динамики процессов взаимодействия разупорядоченых сверхпроводников с электромагнитным излучением инфракрасного и терагерцового диапазонов частот и создание детекторов электромагнитного излучения на основе структур нанометровых размеров на основе этих материалов

Практическое значение исследования
Научные результаты:

  • Методом квантовой томографии впервые измерен размер горячего пятна в SSPD из MoSi. Полученное значение составило 150 нм.
  • Разработана технология изготовления бислоев NbN-Au с толщиной NbN 5 нм, а золота в диапазоне 2-15 нм. Полученные структуры демонстрируют выраженное проявление эффекта близости: одиночный сверхпроводящий переход при температуре на несколько кельвинов ниже, чем у такого же одиночного слоя NbN.
  • Теоретически показано, что SN бислой на основе грязного сверхпроводника (S) и высокопроводящего нормального металла (N) имеет более сильную зависимость кинетической индуктивности от тока, чем одиночная сверхпроводящая полоска.
  • Проведен анализ экспериментальных данных для сверхбыстрого движения вихрей со скоростями 10–15 км/с в сверхпроводнике Nb-C. Предложена модель, описывающая неустойчивость вихревого движения в данном материале на основе образования цепочки вихрей вблизи края образца и их эволюцию в самоорганизованные джозефсоновские контакты (вихревые реки). Проведен анализ перспективы использования тонких пленок Nb-C для однофотонных детекторов.
  • Показана возможность использовать туннельные полевые транзисторы в качестве высокочувствительных детекторов суб-ТГц и ТГц излучение.

Внедрение результатов исследования:

Результаты работы лаборатории применяются в детекторных системах, разрабатываемых АО «Сконтел», а именно: в болометрах и смесителях терагерцового диапазона, сверхпроводниковых детекторах одиночных фотонов видимого и ближнего ИК-диапазонов.

Образование и переподготовка кадров:

  • Защиты: 9 докторских диссертаций, 18 кандидатских диссертаций.
  • Создано более 30 новых образовательных курсов, внедренных в образовательный процесс. Среди них: "Современные проблемы физики наноструктур", "Введение в наноэлектронику", "Физика наноструктур с пониженной размерностью", "Квантовая механика многоэлектронных систем", "Физика сверхпроводниковых наноструктур", "Квантовая оптика и фотоника" и др.
  • Открыто направление подготовки «Фундаментальная физика (на английском языке)».
  • Издано более 20 монографий.

Сотрудничество:

Университет г. Бристоль (Великобритания), Нанкинский университет (Китай), Федеральная политехническая школа Лозанны (Швейцария), Институт оптических сенсорных систем (Германия), Школа физики и астрономии университета г. Кардифф (Великобритания), Ереванский государственный университет (Армения), Институт физики микроструктур РАН (Россия), ФИАН имени П. Н. Лебедева (Россия), Институт спектроскопии РАН (Россия): совместные исследования.

Скрыть Показать полностью
Benjamin Sacépé, Mikhail Feigel’man, and Teunis M. Klapwijk
Quantum breakdown of superconductivity in low-dimensional materials, Nature Physics volume 16, pages734–746(2020).
O. V. Dobrovolskiy, D. Yu. Vodolazov, F. Porrati, R. Sachser, V. M. Bevz, M. Yu. Mikhailov, A. V. Chumak, and M. Huth
Ultra-fast vortex motion in directly written Nb-C superconductor, Nature Communications 11, 3291 (2020)
Semenov, A. V., Devyatov, I. A., Westig, M. P., & Klapwijk, T. M.
Effect of Microwaves on Superconductors for Kinetic Inductance Detection and Parametric Amplification, Physical Review Applied, 13(2), 024079 (2020).
D. Yu. Vodolazov
Minimal Timing Jitter in Superconducting Nanowire Single-Photon Petectors, Phys. Rev. Applied 11, 014016 (2019)
D. Yu. Vodolazov and T. M. Klapwijk
Photon-triggered instability in the flux flow regime of a strongly disordered superconducting strip, Phys. Rev. B 100 (2019), 064507
Y. Korneeva, D.Yu.Vodolazov, I.Florya, E.Baeva, N.Simonov, A.V.Semenov, A.A.Korneev, G.N. Goltsman, T.M. Klapwijk
Optical Single-Photon Detection in Micrometer-Scale NbN Bridges, Phys. Rev. Applied 9, 064037 (2018).
Mariia V. Sidorova, A. G. Kozorezov, A. V. Semenov, Yu. P. Korneeva, M. Yu. Mikhailov, A. Yu. Devizenko, A. A. Korneev, G. M. Chulkova, and G. N. Goltsman
Nonbolometric bottleneck in electron-phonon relaxation in ultrathin WSi films, Phys. Rev. B 97, 184512 (2018).
K.Tikhonov, M. Skvortsov, T.M.Klapwijk
Superconductivity in the presence of microwaves: Full phase diagram, Phys. Rev. B 97, 184516 (2018).
Фотоальбомы
Вторник , 03.12.2019
Другие лаборатории и ученые
Лаборатория, принимающая организация
Область наук
Город
Приглашенный ученый
Период реализации проекта
Лаборатория фотоники функциональных наноматериалов

Национальный исследовательский университет "ИТМО"

Нанотехнологии

Санкт-Петербург

Демир Хилми Волкан

Турция

2021-2023

Светоизлучающие углеродные квантовые наноструктуры

Национальный исследовательский университет "ИТМО"

Нанотехнологии

Санкт-Петербург

Рогач Андрей

Германия

Ушакова Елена Владимировна

Россия

2018-2020

Лаборатория функциональных алюмосиликатных наноматериалов

Российский государственный университет нефти и газа (национальный исследовательский университет) имени И.М. Губкина

Нанотехнологии

Москва

Львов Юрий Михайлович

США, Россия

2017-2021