Технология изготовления элементов ВТСП электроники

Разработана технология изготовления элементов ВТСП электроники на основе пленок YBCO, осаждаемых на одну или обе стороны подложек из различных материалов: сапфир с подслоями фианита и оксида церия, галата неодима, алюмината лантана, титаната стронция. Параметры пленок соответствуют мировому уровню: критическая температура Тс = 88−91 К, критическая плотность тока при 77 К Jc = 3−5×10⁶ А/см², поверхностное сопротивление пленки на частоте 10 ГГц при 77 К Rs < 1 мОм. Исследованы кристаллографические и транспортные свойства ВТСП YBaCuO пленок при изменении толщины от 300 до 9 нм. Разработаны и изготовлены макеты следующих устройств: механически перестраиваемый высокодобротный контур ВЧ диапазона с рекордным диапазоном перестройки резонансной частоты (30 — 8 МГц) и рекордной во всем диапазоне собственной добротностью 110 000÷180 000 при Т = 77 К; полосовой фильтр 4-го порядка на частоту 3 ГГц с полосой пропускания 1%; болометр терагерцового диапазона (NEP ∼ 3.5×10⁻⁹ Вт/Гц^½ на частоте 2.5 ТГц); дисковый резонатор на частоту 7.5 ГГц с рекордно высокой собственной добротностью Q = 58000 при 77 К, что обеспечивает низкий уровень фазовых шумов СВЧ генератора на его основе (< -136 дБ/Гц при отстройке на 10 кГц от резонансной частоты).

Публикации:

• А. В. Варганов, Е. А. Вопилкин, П. П. Вышеславцев, Ю. Н. Ноздрин, С. А. Павлов, А. Е. Парафин, В. В. Таланов. Структура и транспортные свойства сверхтонких пленок YBaCuO. Письма в ЖЭТФ 63, 608−613 (1996)
• Yu.N. Drozdov, Yu.N. Nozdrin, A.E. Parafin, S.A. Pavlov, V.V. Talanov, A.V. Varganov, E.A. Vopilkin. Relationship Between Electrical Properties and Crystallinity of YBaCuO Ultrathin Films. IEEE Transactions on Applied Superconductivity 7, 1494−1497 (1997)
• Е. А. Вопилкин, А. Е. Парафин, А. Н. Резник. Интермодуляция в резонаторах сверхвысокой частоты на основе высокотемпературных сверхпроводников. ЖТФ 70, 74−80 (2000)
• Е. А. Вопилкин, С. А. Павлов, А. Н. Панин, А. Е. Парафин. Измерение интермодуляции в пленках YBaCuO. Письма в ЖТФ 26, 83−87 (2000)
• E.A. Vopilkin, A.N. Panin, A.E. Parafin, S.A. Pavlov. Application of a one-port dielectric resonator for measurement of the intermodulation in high temperature superconducting films. Review of Scientific Instruments 72, 3328−3331 (2001)
• Е. А. Вопилкин, А. Е. Парафин, С. А. Павлов, Л. И. Пономарев, А. Ю. Ганицев, А. С. Жуков, В. В. Владимиров, А. Г. Летяго, В. В. Паршиков. Высокодобротный перестраиваемый сверхпроводящий контур ВЧ диапазона. Письма в ЖТФ 27, 90−94 (2001)
• Д. Г. Волгунов, Е. А. Вопилкин, А. Е. Парафин, С. А. Павлов, Л. И. Пономарев, А. С. Жуков, А. Г. Летяго, В. В. Паршиков. Высокодобротный перестраиваемый сверхпроводящий контур ВЧ диапазона на основе высокотемпературного сверхпроводника YBaCuO. Микросистемная техника, № 7, С. 3−6 (+обложка)
• Д. В. Мастеров, С. А. Павлов, А. Е. Парафин, Ю. Н. Дроздов. Получение тонких пленок высокотемпературного сверхпроводника Y-Ba-Cu-O для высокочастотных применений в упрощенной магнетронной системе напыления. ЖТФ 77, 103−107 (2007)
• Д. В. Мастеров, С. А. Павлов, А. Е. Парафин. Добротность LC-контуров мегагерцового диапазона на основе тонких пленок высокотемпературного сверхпроводника Y-Ba-Cu-O. ЖТФ 78, 99−102 (2008)
• Д. В. Мастеров, С. А. Павлов, А. Е. Парафин. Определение поверхностного сопротивления пленки YBaCuO в мегагерцовом диапазоне по добротности планарной индуктивности. Влияние сторонних факторов. ЖТФ 80, 73−78 (2010)
• Н. В. Востоков, Ю. Н. Дроздов, Д. В. Мастеров, С. А. Павлов, А. Е. Парафин. Осаждение YBaCuO пленок на обе стороны подложки методом магнетронного напыления. Письма в ЖТФ 36, 60−66 (2010)
• И. Б. Вендик, О. Г. Вендик, К. Н. Земляков, И. В. Колмакова, М. Ф. Ситникова, П. А. Туральчук, Д. В. Мастеров, С. А. Павлов, А. Е. Парафин. Особенности технологии пленок высокотемпературных сверхпроводников для СВЧ-фильтров. Письма в ЖТФ 37, 64−69 (2011)
• Д. В. Мастеров, С. А. Павлов, А. Е. Парафин, И. В. Колмакова, К. Н. Земляков, П. А. Туральчук. Полосовые СВЧ-фильтры на высокотемпературных сверхпроводниках YBCO. Поверхность. Рентгеновские, синхротронные и нейтронные исследования, № 6, С. 1−3 (2012)
• Д. В. Мастеров, С. А. Павлов, А. Е. Парафин. Технология изготовления пассивных устройств ВЧ и СВЧ диапазонов на основе пленок высокотемпературного сверхпроводника YBaCuO. Параметры тестовых элементов. Известия РАН. Серия физическая 76, 169−171 (2012)
• А. В. Смирнов, М. С. Карманцов, К. В. Смирнов, Ю. Б. Вахтомин, М. А. Тархов, Д. В. Мастеров, С. А. Павлов, А. Е. Парафин. Терагерцовый отклик болометров на основе тонких пленок YBCO. ЖТФ 82, 108−111 (2012)
• А. Е. Парафин, Д. В. Мастеров, С. А. Павлов, М. А. Кревский, Г. М. Коробков, И. М. Кревский. Макет СВЧ генератора с ВТСП дисковым резонатором в цепи обратной связи с низким уровнем фазового шума. Письма в ЖТФ 39, 63−71 (2013)
• В. И. Есипенко, Г. М. Коробков, И. М. Кревский, М. А. Кревский, С. А. Павлов, А. Е. Парафин, Д. В. Мастеров. Исследование фазовых шумов СВЧ генератора с ВТСП дисковым резонатором в цепи обратной связи. Электромагнитные волны и электронные системы, № 2, С. 47−55 (2015)
• Ю. Н. Дроздов, Д. В. Мастеров, С. А. Павлов, А. Е. Парафин, П. А. Юнин. Особенности магнетронного напыления эпитаксиальных пленок YBCO для применений в устройствах сверхпроводниковой электроники. ЖТФ 85, 109−116 (2015).