Новая концепция болометра на холодных электронах

29 мая 2017 г. в МИЭМ НИУ ВШЭ состоялась лекция профессора Чалмерского технологического университета (г. Гётеборг, Швеция) Кузьмина Леонида Сергеевича «Сверхпроводящий болометр на холодных электронах: физика и применения».

Профессор Л.С. Кузьмин с 1991 г. работает в Швеции в области одноэлектроники и сверхчувствительных болометров для радиоастрономии. С 2010 г. возглавляет Лабораторию Криогенной наноэлектроники Нижегородского Технического Университета им. Р.Е. Алексеева. Премия Чалмерского Университета в сфере образования 2006 года за создание самого чувствительного термометра в мире, сделанного под руководством Л. Кузьмина. Автор Открытия №285 от Комитета по делам изобретений и открытий СССР «Явление одночастотной параметрической регенерации колебаний в системах со слабой сверхпроводимостью», 1984. Автор более 200 публикаций, Индекс цитирования: 1605, H-индекс: 22.

Новая концепция болометра на холодных электронах (БХЭ) была изобретена  для сверхчувствительного приема радиоастрономических сигналов. В этом болометре реализован эффект прямого электронного самоохлаждения абсорбера, что позволяет улучшить шумовые свойства и расширить динамический диапазон болометра по сравнению с главным конкурентом - болометрами на краю сверхпроводящего перехода. БХЭ оказался нечувствительным к космическим лучам из-за малости объёма наноабсорбера и принципиальной развязки электронной и фононной систем. В результате интерес к БХЭ резко возрос для применений в космических и баллонных проектах.

Второй оригинальной концепцией, предложенной для реализации в европейских космических проектах, является резонансный болометр на холодных электронах (РБХЭ), использующий внутренний нанофильтр из кинетической индуктивности сверхпроводящей полоски и емкости туннельного перехода. Стимулирующей причиной для изобретения РБХЭ явился запрос Европейского Космического Агентства на совмещение в одном пикселе двух и более частот для уменьшения размера фокальной плоскости и сравнения сигналов разных частот.

Было обсуждено применение этих концепций в баллонных и космических проектах, европейских и российских.

Профессор Кузьмин Л.С. является организатором 14 международных семинаров и 3 международных школ для молодых ученых с тематическим названием «От Андреевского Отражения к раннейшей Вселенной».

Основные научные достижения:

• Наблюдение коррелированного туннелирования одиночных электронов в пространстве (эффект SET транзистора) в структуре с двумя туннельными переходами (сделано в МГУ).
• Наблюдение коррелированного туннелирования Куперовских пар во времени («Блоховские Колебания») в сверхмалом Джозефсоновском переходе, изолированного от электродинамической среды резисторами.
• Наблюдение коррелированного туннелирования одиночных электронов во времени (SET колебания) в одномерном массиве туннельных переходов.
• Изобретение новой концепции болометра на холодных электронах с прямым электронным охлаждением абсорбера.

 Хобби:

• участник 14 исторических лыжный гонок «Vasaloppet» (90 км);
• специалист по строительству рекордных снежных Иглу с использованием только пилы;
• создание MAGIC WORLD из морских раковин с подсветкой, стекла, эпоксидки и ... воображения.

Лекция профессора Кузьмина Л.С. вызвала живейший интерес у присутствующих. Автор охотно отвечал на вопросы и выразил благодарность собравшейся аудитории и надежду на дальнейшие встречи.

После лекции состоялся научный семинар на тему «Сверхпроводящие болометры на холодных электронах для космических миссий».