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Schnelle, auf dem elektronischen Nichtgleichgewicht in supraleitenden dünnen Schichten basierende Detektoren

Semenov, Alexey and Hübers, Heinz-Wilhelm and Il'in, Konstantin and Siegel, Michael (2006) Schnelle, auf dem elektronischen Nichtgleichgewicht in supraleitenden dünnen Schichten basierende Detektoren. Kryoelektronische Bauelemente (Kryo 2006), 2006-10-03 - 2006-10-05, Ilmenau (BRD).

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Abstract

Auf dem elektronischen Nichtgleichgewicht basierende Detektoren sind wegen ihrer hohen Empfindlichkeit und Schnelligkeit bereits wichtiger Bestandteil vieler Anwendungen in Astronomie und Halbleiterindustrie. Die Weiterentwicklung derartiger Detektoren, die zusätzlich geringeres Rauschen und eine Energieauflösung aufweisen, ermöglicht eine Erweiterung des Anwendungsgebietes. Die von uns untersuchte Eigenschaft der supraleitenden nano-strukturierten Detektoren ist ein topologischer Übergang zweiter Ordnung, bei dem sich Paare magnetischer Wirbel (Flussschläuche) mit entgegengesetzter Polarität bilden. Wir zeigen, wie das Wirbelmedium zur Verbesserung des Detektionsvermögens der Sensoren genutzt werden kann. Durch induzierten Strom bewirkt das elektrische Feld einer elektromagnetischen Welle Oszillationen der Paare, die die bereits vorhandene, rein bolometrische Empfindlichkeit des Detektors vergrößern. Auch das Rauschen des Detektors lässt sich durch Beleuchtung ändern. Die Absorption eines Lichtquants schwächt die Supraleitung lokal, was eine erhöhte thermodynamische Zerstörrate der Paare an dieser Stelle zur Folge hat. Jedes zerstörte Paar fügt zur gesamten Rauschleistung des Detektors einen elektrischen Impuls hinzu. Dieser Effekt schafft die Grundlage für ein Rauschbolometer. Wir stellen Aufbau und Funktionsweise verschiedener Sensoren vor, die Wirbelpaare zur Lichtdetektion verwenden. Als Mischer betrieben weißt ein derartiger Sensor eine 20% erhöhte Bandbreite im Zwischenfrequenzbereich vor. Als Bolometer erreicht der Sensor eine durch den Hintergrund limitierte Empfindlichkeit von 10<sup>-14</sup>W Hz<sup>-1/2</sup> und als Einzelphotonendetektor zeigt der Sensor eine nutzbare Energieauflösung von 0,55 eV im infraroten Bereich.

Document Type:Conference or Workshop Item (Speech)
Title:Schnelle, auf dem elektronischen Nichtgleichgewicht in supraleitenden dünnen Schichten basierende Detektoren
Authors:
AuthorsInstitution or Email of Authors
Semenov, AlexeyUNSPECIFIED
Hübers, Heinz-WilhelmUNSPECIFIED
Il'in, KonstantinUniversität Karlsruhe
Siegel, MichaelUniversität Karlsruhe
Date:October 2006
Status:Published
Keywords:Kosterlitz-Thouless Übergang, supraleitende Detektoren
Event Title:Kryoelektronische Bauelemente (Kryo 2006)
Event Location:Ilmenau (BRD)
Event Type:international Conference
Event Dates:2006-10-03 - 2006-10-05
Organizer:Institut für physikalische Hochtechnologie e. V. Jena
HGF - Research field:Aeronautics, Space and Transport (old)
HGF - Program:Space (old)
HGF - Program Themes:W - no assignement
DLR - Research area:Space
DLR - Program:W - no assignement
DLR - Research theme (Project):W -- no assignement (old)
Location: Berlin-Adlershof
Institutes and Institutions:Institute of Planetary Research > Terahertz and Infrared Sensors
Deposited By: Dr. Philipp Moritz Haas
Deposited On:25 Oct 2006
Last Modified:27 Apr 2009 13:11

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