Композитні надпровідникові болометри різного рівня охолоджування широко використовуються в астрономії для детектування випромінювання в довгохвильовому інфрачервоному (ІЧ), субміліметровому і міліметровому діапазонах довжин хвиль. Наявність міжелементних теплових перешкод - одна з основних проблем при розробці матриць композитних високотемпературних надпроводникових (ВТНП) болометрів. Досліджено розмиття температурного рельєфу, утвореного на поверхні тонкоплівкової ВТНП структури падаючим ІЧ випромінюванням. Мета роботи - вимірювання просторових і часових параметрів теплового розмиття ІЧ зображення на поверхні плівки. Дослідження виконано методом скануючого лазерного зонда. Використано запропонований раніше підхід до реєстрації просторового розподілу інтенсивності зовнішнього випромінювання за допомогою додаткової локальної теплової дії. Сфокусований на поверхні лазерний промінь перегріває ділянку плівки і переводить її з надпровідного стану в резистивний, чутливий до зовнішнього випромінювання. Сканування всієї структури лазерним зондом є еквівалентним переміщенню чутливої ділянки і забезпечує зчитування температурного рельєфу, створеного зовнішнім випромінюванням. Внаслідок теплової дифузії температурний рельєф розмивається уздовж поверхні ВТНП структури, що поглинає випромінювання. Так, для структури на основі плівки YBa2Cu3O7-x товщиною 200 нм на підкладці SrTiO3 товщиною 500 мкм сталий розмір теплового зображення майже вдвічі перевищує початкові розміри сфокусованого на поверхні ІЧ зображення. Експериментальні дані узгоджуються з результатами математичного моделювання теплових процесів при поглинанні випромінювання в такій системі. Вивчено залежність довжини теплової дифузії і характерного часу досягнення максимального розігрівання поверхні плівки від товщини підкладки і частоти опиту. Висновок: теплове розмиття ІЧ зображення уздовж поверхні композитних ВТНП болометрів накладає обмеження на їх просторове розрізнення, швидкодію та інші параметри. Зменшення такого розмиття може бути досягнуте за рахунок скорочення часу опиту і оптимізації теплового дизайну системи "плівка/підкладка". Оскільки саме довжина теплової дифузії визначає розміри чутливих елементів і оптимальну відстань між ними, одержані результати можуть бути використані у проектуванні матриць композитних ВТНП болометрів.

  Повний текст PDF - 683.38 Kb    Зміст випуску     Цитування публікації

  Якщо, ви не знайшли інформацію про автора(ів) публікації, маєте бажання виправити або відобразити більш докладну інформацію про науковців України запрошуємо заповнити "Анкету науковця"