Лаборатория квантовых детекторов

Лаборатория квантовых детекторов создана в Московском педагогическом государственном университете приказом ректора МПГУ № 550 от 24.10.2013г. в соответствии с условиями договора от 26 июля 2013года № 14.В25.31.0007 о выделении гранта Правительства Российской Федерации для государственной поддержки научных исследований, проводимых под руководством ведущих ученых в российских образовательных учреждениях высшего профессионального образования, научных учреждениях государственной академии наук и государственных научных центрах Российской Федерации между Министерством образования и науки Российской Федерации, ФГБОУ ВПО “Московский педагогический государственный университет” и ведущим ученым Теунисом Мартиеном Клапвиком (Нидерланды), а также во исполнение решения Ученого совета Университета от 30 сентября 2013 г. протокол №2.

Лаборатория квантовых детекторов является структурным подразделением Московского педагогического государственного университета и осуществляет свою деятельность в соответствии с Уставом МПГУ и Положением о Лаборатории квантовых детекторов.

Лаборатория квантовых детекторов проводит исследования тонких сверхпроводниковых структур, направленные на производство чрезвычайно чувствительных детекторов электромагнитного излучения оптического, ближнего и дальнего инфракрасного (ИК) диапазонов.

Как известно, электрическое сопротивление материала зависит от его температуры, а это означает, что в некоторых случаях даже одного фотона может быть достаточно для сильного изменения сопротивления, которое можно измерить. Выбор металлических пленок, а не полупроводниковых связан с наличием металлических соединений, которые могут становиться сверхпроводящих при некоторых условиях, и являются весьма чувствительными термометрами из-за резкой температурной зависимости сопротивления сверхпроводника вблизи критической точки. Кроме высокой чувствительности, устройства на основе сверхпроводниковых пленок обладают большим быстродействием. Использование таких детекторов в виде массивов позволит изготавливать матричные детекторы (детекторы состоящие из нескольких чувствительных элементов), чья чувствительность принципиально может быть ограничена только быстродействием считывающей электроники.

Руководителем научного коллектива является Теунис Мартиен Клапвик, пионер в области неравновесной сверхпроводимости, внесший важный вклад в теорию, которая теперь известна как теория Блондера-Тинкхама-Клапвика. Его исследования также были посвящены системам сверхпроводник-полупроводник. Во время своего пребывания в Гронингене он занимался исследованиями оптоэлектронных свойств полупроводниковых полимеров. После переезда в Делфт он стимулировал там работу по применению сверхпроводников в области радиоастрономии. Клапвик внес существенный вклад в развитие болометров на эффекте электронного разогрева, а также сверхпроводниковых туннельных переходов для гетеродинного детектирования в диапазоне частот 300 ГГц – 5 ТГц. Эти исследования нашли применение в космическом телескопе Гершель и Большом Атакамском Миллиметровом Интерферометре (ALMA). Клапвику принадлежат пионерские работы по использованию NbTiN для однофотонных детекторов. Последнее время его интересы лежат в области сверхпроводниковых резонаторов, или микроволновых детекторов на кинетической индуктивности, которые могут быть использованы как детекторы в многоэлементных матрицах и которые также представляют огромный интерес с точки зрения исследования сильно разупорядоченных сверхпроводников.

Исследования ведутся при температуре 4.2 К и ниже, где сверхпроводники обладают наибольшей чувствительностью. 14 ноября 2014 года был введен в эксплуатацию криостат растворения, позволяющий работать при температуре 8 мК!

Проекты Российского Научного Фонда