Лаборатория квантовых приемников

Научные результаты:

• Изучено влияние имплантации ионов олова на свойства тонких аморфных пленок Ge2Sb2Te5.

Lazarenko, P., Kovalyuk, V., An, P., Kozyukhin, S., Takats, V., Golikov, A., Glukhenkaya, V., Vorobyov, Y., Kulevoy, T., Prokhodtsov, A., Sherchenkov, A., Goltsman, G., "Low power reconfigurable multilevel nanophotonic devices based on Sn-doped Ge2Sb2Te5 thin films", (2022) Acta Materialia, 234, DOI: 10.1016/j.actamat.2022.117994.

• С помощью шумовой термометрии установлено, что тепловая релаксация в тонких пленках NbN при температурах выше критической температуры сверхпроводимости ограничивается в основном тепловым граничным сопротивлением и может модифицироваться структурным беспорядком на поверхности подложки. Кроме того, для пленок NbN, нанесенных на сапфировую подложку, наблюдается, что тепловая релаксация происходит в диффузионном фононном режиме, когда длина свободного пробега фонона меньше толщины пленки. Выводы могут быть использованы для низкотемпературных устройств на основе пленок NbN.

Baeva, E.M., Soldatenkova, M.D., Zolotov, P.I., Titova, N.A., Triznova, A.D., Lomakin, A.I., Kolbatova, A.I., Goltsman, G.N., "Thermal Relaxation in NbN Films on Crystalline Substrates", (2022) IEEE Transactions on Applied Superconductivity, 32 (4), DOI: 10.1109/TASC.2022.3147135.

• Представлены результаты квантовой детекторной томографии SNSPD микронной длины. Высокая внутренняя эффективность детектирования SNSPD позволила извлечь одно- и двухфотонную эффективность из зависимости скорости счета от мощности излучения и определить длину взаимодействия горячей точки. Экспериментальные результаты подтвердили, что независимо от материала или сопротивления пленки, длина взаимодействия горячего пятна совпадает с шириной полоски, что является многообещающей особенностью для создания двухфотонного счетчика с высокой эффективностью детектирования.

Polyakova, M., Sheveleva, E., Semenov, A., Goltsman, G., "Measuring Hot-Spot Interaction Length in Single-Strip SNSPD", (2022) IEEE Transactions on Applied Superconductivity, 32 (4), DOI: 10.1109/TASC.2022.3142653.

• Разработаны оптические интегральные схемы на платформе нитрида кремния, интегрированные с микрофлюидными каналами для исследования жидкостей и газов.

Kuzin, A., Chernyshev, V., Kovalyuk, V., An, P., Golikov, A., Ozhegov, R., Gorin, D., Gippius, N., Goltsman, G., "Hybrid nanophotonic-microfluidic sensor for highly sensitive liquid and gas analyses", (2022) Optics Letters, 47 (9), pp. 2358-2361, DOI: 10.1364/OL.457309.

• Были разработаны и изготовлены туннельные контакты к отдельным полупроводниковым углеродным нанотрубкам через тонкий слой оксида алюминия.

Matyushkin, Y., Moskotin, M., Rogov, Y., Kuntsevich, A., Goltsman, G., Fedorov, G., "Single-particle states spectroscopy in individual carbon nanotubes with an aid of tunneling contacts", (2022) Applied Physics Letters, 120 (8), DOI: 10.1063/5.0080093.

• Получен обширный набор данных о сверхпроводниковых однофотонных детекторах на основе нитрида ниобия (NbN) для определения эмпирической корреляции между быстродействием и сопротивлением в нормальном состоянии. Данные рассматривались в контексте модели, в которой энергия фотонов вызывает движение вихрей.

Zolotov, P.I., Semenov, A.V., Divochiy, A.V., Goltsman, G.N., Romanov, N.R., Klapwijk, T.M., "Dependence of Photon Detection Efficiency on Normal-State Sheet Resistance in Marginally Superconducting Films of NbN", (2021) IEEE Transactions on Applied Superconductivity, 31 (5), DOI: 10.1109/TASC.2021.3061923.

• Получены результаты исследования насыщения эффективности детектирования в диапазоне длин волн 400–1550 нм для сверхпроводниковых однофотонных детекторов NbN с шириной полоски до 3 мкм. Наблюдается ожидаемое уменьшение плато насыщения эффективности детектирования с увеличением длины волны фотона и уменьшением сопротивления слоя пленки.

Korneeva, Y.P., Manova, N.N., Dryazgov, M.A., Simonov, N.O., Zolotov, P.I., Korneev, A.A., "Influence of sheet resistance and strip width on the detection efficiency saturation in micron-wide superconducting strips and large-area meanders", (2021) Superconductor Science and Technology, 34 (8), DOI: 10.1088/1361-6668/ac0950.

• Экспериментально исследована скорость счета фотонов сверхпроводниковых однофотонных детекторов на основе пленки Mo_xSi_1-x в виде полоски с ширинами 2 мкм и 115 нм в зависимости от постоянного тока смещения в магнитном поле. Доказывается, что в широкой полоске поглощенный фотон разрушает сверхпроводимость локально по вихре-антивихревому механизму возникновения сопротивления, а в узкой полоске сверхпроводимость разрушается по всей длине.

Korneeva, Y.P., Manova, N.N., Florya, I.N., Mikhailov, M.Y., Dobrovolskiy, O.V., Korneev, A.A., Vodolazov, D.Y., "Different Single-Photon Response of Wide and Narrow Superconducting MoxSi1-x Strips", (2020) Physical Review Applied, 13 (2), DOI: 10.1103/PhysRevApplied.13.024011.

• Исследованы транспортные свойства двух типов квазиодномерных сверхпроводящих микроструктур при сверхнизких температурах: узких каналов, плотноупакованных в форме меандра, и цепочек туннельных контактов «сверхпроводник-изолятор-сверхпроводник». Оба типа микроструктур продемонстрировали высокие значения высокочастотного импеданса и динамического сопротивления. Исследование открывает перспективы использования таких конструкций в качестве токостабилизирующих элементов с нулевой диссипацией.

Korneeva, Y.P., Manova, N.N., Florya, I.N., Mikhailov, M.Y., Dobrovolskiy, O.V., Korneev, A.A., Vodolazov, D.Y., "Different Single-Photon Response of Wide and Narrow Superconducting MoxSi1-x Strips", (2020) Physical Review Applied, 13 (2), DOI: 10.1103/PhysRevApplied.13.024011.

• Экспериментально изучен временной джиттер отклика при детектировании одиночных фотонов сверхпроводящими полосками NbN с шириной в диапазоне от 190 нм до 3 мкм.

Vodolazov, D.Y., Manova, N.N., Korneeva, Y.P., Korneev, A.A., "Timing Jitter in NbN Superconducting Microstrip Single-Photon Detector", (2020) Physical Review Applied, 14 (4), DOI: 10.1103/PhysRevApplied.14.044041.

• Разработан метод измерения микроскопических параметров сверхпроводника с помощью туннельного зонда, подвергнутого воздействию микроволнового поля.

Semenov, A.V., Devyatov, I.A., Westig, M.P., Klapwijk, T.M., "Effect of Microwaves on Superconductors for Kinetic Inductance Detection and Parametric Amplification", (2020) Physical Review Applied, 13 (2), DOI: 10.1103/PhysRevApplied.13.024079.

• Продемонстрировано резонансное детектирование терагерцового излучения с помощью графеновых транзисторов с антенной связью, которые действуют как плазмонные резонаторы Фабри-Перо и выпрямляющие элементы.

Bandurin, D.A., Svintsov, D., Gayduchenko, I., Xu, S.G., Principi, A., Moskotin, M., Tretyakov, I., Yagodkin, D., Zhukov, S., Taniguchi, T., Watanabe, K., Grigorieva, I.V., Polini, M., Goltsman, G.N., Geim, A.K., Fedorov, G., "Resonant terahertz detection using graphene plasmons", (2018) Nature Communications, 9 (1), DOI: 10.1038/s41467-018-07848-w. Исследованы тепловые свойства однофотонных детекторов NbN.

• Разработана эффективная технология расширения фотоотклика Si в сторону ИК-диапазона. Этот подход основан на использовании квантовых точек (КТ) Ag2S, установленных на поверхности Si для создания примесных состояний в запрещенной зоне Si. Удельная чувствительность детектора Si_Ag2S с нулевым смещением при комнатной температуре составляет 10¹¹ см √Гц/Вт на длине волны 1,55 мкм.

Tretyakov, I., Shurakov, A., Perepelitsa, A., Kaurova, N., Svyatodukh, S., Zilberley, T., Ryabchun, S., Smirnov, M., Ovchinnikov, O., Goltsman, G., "Room Temperature Silicon Detector for IR Range Coated with Ag2S Quantum Dots", (2019) Physica Status Solidi - Rapid Research Letters, 13 (9), DOI: 10.1002/pssr.201900187.

• Разработан метод защиты от хакерской атаки с ослеплением на сверхпроводниковый однофотонный детектор в квантово-криптографической системе связи.

Mikhail Elezov, Roman Ozhegov, Gregory Goltsman, and Vadim Makarov "Countermeasure against bright-light attack on superconducting nanowire single-photon detector in quantum key distribution", Optics Express, 27 (21), 2019, pp.30979-30988, https://doi.org/10.1364/OE.27.030979

• Показано, что поверхностный магнитный беспорядок обычно присутствует в окисленных пленках TiN.

Saveskul, N.A., Titova, N.A., Baeva, E.M., Semenov, A.V., Lubenchenko, A.V., Saha, S., Reddy, H., Bogdanov, S.I., Marinero, E.E., Shalaev, V.M., Boltasseva, A., Khrapai, V.S., Kardakova, A.I., Goltsman, G.N., "Superconductivity Behavior in Epitaxial Ti N Films Points to Surface Magnetic Disorder", (2019) Physical Review Applied, 12 (5), DOI: 10.1103/PhysRevApplied.12.054001.

• Представлен простой протокол томографии с квантовым детектором, который позволяет безошибочно измерять эффективность двухточечного обнаружения и извлекать длину взаимодействия горячей точки сверхпроводящих однофотонных детекторов с нанопроволокой (SNSPD) с единичной внутренней эффективностью обнаружения.

Polyakova, M., Semenov, A.V., Kovalyuk, V., Ferrari, S., Pernice, W.H.P., Gol'tsman, G.N., "Protocol of Measuring Hot-Spot Correlation Length for SNSPDs with Near-Unity Detection Efficiency", (2019) IEEE Transactions on Applied Superconductivity, 29 (5), DOI: 10.1109/TASC.2019.2906267.

• Экспериментально исследована зонная структура индивидуальных углеродных нанотрубок (ОУНТ) на основе исследования туннельной плотности состояний, т.е. туннельной спектроскопии.

Y. Matyushkin, N. Kaurova, B. Voronov, G. Goltsman, G. Fedorov, «On chip carbon nanotube tunneling spectroscopy», Fullerenes, Nanotubes And Carbon Nanostructures (2019 г.)  WOS  SCOPUS  РИНЦ

• Проведены экспериментальные и теоретические исследования субтерагерцового отклика графеновых полевых транзисторов при различных температурах. Выявлена роль фототермоэлектрического эффекта, выпрямления pn-перехода и плазмонного выпрямления в субтерагерцовом фотоотклике графеновых полевых транзисторов.

Bandurin, D.A., Gayduchenko, I., Cao, Y., Moskotin, M., Principi, A., Grigorieva, I.V., Goltsman, G., Fedorov, G., Svintsov, D., "Dual origin of room temperature sub-terahertz photoresponse in graphene field effect transistors", (2018) Applied Physics Letters, 112 (14), DOI: 10.1063/1.5018151.

• Обнаружен субтерагерцовый (ТГц) (129–450 ГГц) фотоотклик устройства на основе однослойных графеновых и графеновых нанотрубок с асимметричными контактами истока и стока (ванадий и золото). Ванадий образует барьер на границе раздела графена, а золото образует омический контакт. При низких температурах (77 К) чувствительность детектора возрастает с увеличением частоты падающего субтерагерцового излучения.

Gayduchenko, I.A., Fedorov, G.E., Moskotin, M.V., Yagodkin, D.I., Seliverstov, S.V., Goltsman, G.N., Yu Kuntsevich, A., Rybin, M.G., Obraztsova, E.D., Leiman, V.G., Shur, M.S., Otsuji, T., Ryzhii, V.I., "Manifestation of plasmonic response in the detection of sub-terahertz radiation by graphene-based devices", (2018) Nanotechnology, 29 (24), DOI: 10.1088/1361-6528/aab7a5.

• Разработана модель внутреннего фононного узкого места для описания энергообмена между акустически мягкой сверхтонкой металлической пленкой и акустически жесткой подложкой.

Sidorova, M.V., Kozorezov, A.G., Semenov, A.V., Korneeva, Y.P., Mikhailov, M.Y., Devizenko, A.Y., Korneev, A.A., Chulkova, G.M., Goltsman, G.N., "Nonbolometric bottleneck in electron-phonon relaxation in ultrathin WSi films", (2018) Physical Review B, 97 (18), DOI: 10.1103/PhysRevB.97.184512.

• Экспериментально продемонстрировано, что однофотонное детектирование может быть достигнуто в мостиках NbN микрометровой ширины с шириной в диапазоне от 0.53 мкм до 5.15 мкм для длин волн фотонов от 408 до 1550 нм.

Korneeva, Y.P., Vodolazov, D.Y., Semenov, A.V., Florya, I.N., Simonov, N., Baeva, E., Korneev, A.A., Goltsman, G.N., Klapwijk, T.M., "Optical Single-Photon Detection in Micrometer-Scale NbN Bridges", (2018) Physical Review Applied, 9 (6), DOI: 10.1103/PhysRevApplied.9.064037.

• Проведен сравнительный анализ образований горячих точек в однофотонных детекторах NbC и NbN.

Korneeva, Y., Florya, I., Vdovichev, S., Moshkova, M., Simonov, N., Kaurova, N., Korneev, A., Goltsman, G., "Comparison of Hot Spot Formation in NbN and MoN Thin Superconducting Films after Photon Absorption", (2017) IEEE Transactions on Applied Superconductivity, 27 (4), DOI: 10.1109/TASC.2017.2659661.

• Были продемонстрированы в одном нанофотонном устройстве матрично интегрированные гетеродинные нанофотонные устройства в диапазоне длин волн C-диапазона для приложений классической и квантовой оптики, где одновременно требуются однофотонный счет и высокое спектральное разрешение.

Kovalyuk, V., Ferrari, S., Kahl, O., Semenov, A., Shcherbatenko, M., Lobanov, Y., Ozhegov, R., Korneev, A., Kaurova, N., Voronov, B., Pernice, W., Gol'tsman, G., "On-chip coherent detection with quantum limited sensitivity", (2017) Scientific Reports, 7 (1), DOI: 10.1038/s41598-017-05142-1.

• Разработан многопиксельный болометр на основе кремниевой мембраны на горячих электронах.

Trifonov, A., Tong, C.-Y.E., Grimes, P., Lobanov, Y., Kaurova, N., Blundell, R., Goltsman, G., "Development of a Silicon Membrane-Based Multipixel Hot Electron Bolometer Receiver", (2017) IEEE Transactions on Applied Superconductivity, 27 (4), DOI: 10.1109/TASC.2017.2665585.

• Было продемонстрировано спектральное мультиплексирование и однофотонное детектирование на основе гибридных сверхпроводниковых нанофотонных схем.

Kahl, O., Ferrari, S., Kovalyuk, V., Vetter, A., Lewes-Malandrakis, G., Nebel, C., Korneev, A., Goltsman, G., Pernice, W., "Spectrally multiplexed single-photon detection with hybrid superconducting nanophotonic circuits", (2017) Optica, 4 (5), pp. 557-562, DOI: 10.1364/OPTICA.4.000557.

• Получена экспериментальная зависимость времени релаксации горячей точки от тока в сверхпроводниковых однофотонных детекторах, интегрированных в волновод на основе нитрида ниобия.

Ferrari, S., Kovalyuk, V., Hartmann, W., Vetter, A., Kahl, O., Lee, C., Korneev, A., Rockstuhl, C., Gol'tsman, G., Pernice, W., "Hot-spot relaxation time current dependence in niobium nitride waveguide-integrated superconducting nanowire single-photon detectors", (2017) Optics Express, 25 (8), pp. 8739-8750, DOI: 10.1364/OE.25.008739.

• Экспериментально продемонстрирована генерация субнаносекундных световых импульсов с помощью преобразователей из углеродных нанотрубок, согласованных с волноводами.

Pyatkov, F., Khasminskaya, S., Kovalyuk, V., Hennrich, F., Kappes, M.M., Goltsman, G.N., Pernice, W.H., Krupke, R., "Sub-nanosecond light-pulse generation with waveguide-coupled carbon nanotube transducers", (2017) Beilstein Journal of Nanotechnology, 8 (1), pp. 38-44, DOI: 10.3762/bjnano.8.5.

• Было исследовано влияние буферного слоя GaN на время выхода фононов из фононно-охлаждаемых болометров горячих электронов (HEB) на основе материала NbN.

Krause, S., Mityashkin, V., Antipov, S., Goltsman, G., Meledin, D., Desmaris, V., Belitsky, V., Rudzinski, M., "Reduction of Phonon Escape Time for NbN Hot Electron Bolometers by Using GaN Buffer Layers", (2017) IEEE Transactions on Terahertz Science and Technology, 7 (1), DOI: 10.1109/TTHZ.2016.2630845.

• Исследованы возможности использования сверхпроводникового однофотонного детектора в гетеродинном режиме на телекоммуникационной длине волны.

Shcherbatenko, M., Lobanov, Y., Semenov, A., Kovalyuk, V., Korneev, A., Ozhegov, R., Kazakov, A., Voronov, B.M., Goltsman, G.N., "Potential of a superconducting photon counter for heterodyne detection at the telecommunication wavelength", (2016) Optics Express, 24 (26), pp. 30474-30484, DOI: 10.1364/OE.24.030474.

• Исследуется сверхпроводимость в сильно неупорядоченных нанополосках NbN.

Arutyunov, K.Y., Ramos-Alvarez, A., Semenov, A.V., Korneeva, Y.P., An, P.P., Korneev, A.A., Murphy, A., Bezryadin, A., Gol'Tsman, G.N., "Superconductivity in highly disordered NbN nanowires", (2016) Nanotechnology, 27 (47), DOI: 10.1088/0957-4484/27/47/47LT02.

• Предпринята попытка неравновесной интерпретации свойств постоянного тока сверхпроводящих болометров на горячих электронах NbN.

Shcherbatenko, M., Tretyakov, I., Lobanov, Y., Maslennikov, S.N., Kaurova, N., Finkel, M., Voronov, B., Goltsman, G., Klapwijk, T.M., "Nonequilibrium interpretation of DC properties of NbN superconducting hot electron bolometers", (2016) Applied Physics Letters, 109 (13), DOI: 10.1063/1.4963691.

• Исследованы когерентные возбужденные состояния в сверхпроводниках, обусловленные микроволновым полем.

Semenov, A.V., Devyatov, I.A., De Visser, P.J., Klapwijk, T.M., "Coherent Excited States in Superconductors due to a Microwave Field", (2016) Physical Review Letters, 117 (4), DOI: 10.1103/PhysRevLett.117.047002.

• Проведено сравнение образования горячих точек в однофотонных детекторах NbC и NbN.

Korneeva, Y., Sidorova, M., Semenov, A., Krasnosvobodtsev, S., Mitsen, K., Korneev, A., Chulkova, G., Goltsman, G., "Comparison of Hot-Spot Formation in NbC and NbN Single-Photon Detectors", (2016) IEEE Transactions on Applied Superconductivity, 26 (3), DOI: 10.1109/TASC.2016.2526009.

• Исследована релаксация резистивного сверхпроводящего состояния в алмазных пленках, легированных бором.

Kardakova, A., Shishkin, A., Semenov, A., Goltsman, G.N., Ryabchun, S., Klapwijk, T.M., Bousquet, J., Eon, D., Sacepe, B., Klein, Th., Bustarret, E., "Relaxation of the resistive superconducting state in boron-doped diamond films", (2016) Physical Review B, 93 (6), DOI: 10.1103/PhysRevB.93.064506.

• Исследован вихревой механизм счета фотонов в детекторе одиночных фотонов на сверхпроводящих нанопроволоках, выявленный внешним магнитным полем.

Vodolazov, D.Y., Korneeva, Y.P., Semenov, A.V., Korneev, A.A., Goltsman, G.N., "Vortex-assisted mechanism of photon counting in a superconducting nanowire single-photon detector revealed by external magnetic field", (2015) Physical Review B - Condensed Matter and Materials Physics, 92 (10), DOI: 10.1103/PhysRevB.92.104503.

• Изучены свойства быстрого и чувствительного прямого детектора терагерцового диапазона на основе сверхпроводящего болометра горячих электронов с антенной связью.

Seliverstov, S., Maslennikov, S., Ryabchun, S., Finkel, M., Klapwijk, T.M., Kaurova, N., Vachtomin, Y., Smirnov, K., Voronov, B., Goltsman, G., "Fast and sensitive terahertz direct detector based on superconducting antenna-coupled hot electron bolometer", (2015) IEEE Transactions on Applied Superconductivity, 25 (3), DOI: 10.1109/TASC.2014.2372171.

• Исследованы характеристики однофотонных детекторов MoSi в магнитном поле.

Korneev, A.A., Korneeva, Y.P., Mikhailov, M.Y., Pershin, Y.P., Semenov, A.V., Vodolazov, D.Y., Divochiy, A.V., Vakhtomin, Y.B., Smirnov, K.V., Sivakov, A.G., Devizenko, A.Y., Goltsman, G.N., "Characterization of MoSi superconducting single-photon detectors in the magnetic field", (2015) IEEE Transactions on Applied Superconductivity, 25 (3), DOI: 10.1109/TASC.2014.2376892.

• Проведено исследование стабильности смесителей HEB с СВЧ-инжекцией.

Trifonov, A., Tong, C.-Y.E., Blundell, R., Ryabchun, S., Gol'Tsman, G., "Probing the stability of HEB mixers with microwave injection", (2015) IEEE Transactions on Applied Superconductivity, 25 (3), DOI: 10.1109/TASC.2014.2374417.

• Определена величина времени электрон-фононной энергетической релаксации в тонких сильно разупорядоченных пленках нитрида титана

Kardakova, A.I., Coumou, P.C.J.J., Finkel, M.I., Morozov, D.V., An, P.P., Goltsman, G.N., Klapwijk, T.M., "Electron-phonon energy relaxation time in thin strongly disordered titanium nitride films", (2015) IEEE Transactions on Applied Superconductivity, 25 (3), DOI: 10.1109/TASC.2014.2364516.

• Исследованы три температурных режима в сверхпроводящих детекторах одиночных фотонов: квантовый, тепловой и множественные фазовые сдвиги как генераторы темновых отсчетов.

Murphy, A., Semenov, A., Korneev, A., Korneeva, Y., Gol'tsman, G., Bezryadin, A., "Three temperature regimes in superconducting photon detectors: Quantum, thermal and multiple phase-slips as generators of dark counts", (2015) Scientific Reports, 5, DOI: 10.1038/srep10174.

• Разработана технология интегрирования сверхпроводящих нанополосок в интегральную оптическую микросхему.

Ferrari, S., Kahl, O., Kovalyuk, V., Goltsman, G.N., Korneev, A., Pernice, W.H.P., "Waveguide-integrated single- and multi-photon detection at telecom wavelengths using superconducting nanowires", (2015) Applied Physics Letters, 106 (15), DOI: 10.1063/1.4917166.

• Найдена зависимость скорости темнового счета в сверхпроводниковых однофотонных детекторах от фильтрующего эффекта стандартных одномодовых оптических волокон.

Smirnov, K., Vachtomin, Y., Divochiy, A., Antipov, A., Goltsman, G., "Dependence of dark count rates in superconducting single photon detectors on the filtering effect of standard single mode optical fibers", (2015) Applied Physics Express, 8 (2), p. 022501, DOI: 10.7567/APEX.8.022501.

• Разработана схема считывания микроволнового отражения для прямого болометрического детектора горячих электронов.

Shurakov, A., Tong, C.-Y.E., Grimes, P., Blundell, R., Golt'Sman, G., "A microwave reflection readout scheme for hot electron bolometric direct detector", (2015) IEEE Transactions on Terahertz Science and Technology, 5 (1), DOI: 10.1109/TTHZ.2014.2370736.

• Разработан сверхпроводящий однофотонный детектор из пленки MoSi.

Korneeva, Y.P., Mikhailov, M.Y., Pershin, Y.P., Manova, N.N., Divochiy, A.V., Vakhtomin, Y.B., Korneev, A.A., Smirnov, K.V., Sivakov, A.G., Devizenko, A.Y., Goltsman, G.N., "Superconducting single-photon detector made of MoSi film", (2014) Superconductor Science and Technology, 27 (9), DOI: 10.1088/0953-2048/27/9/095012.

• Исследовано влияние ширины полоски на собственную эффективность обнаружения однофотонных детекторов из сверхпроводящих нанопроволок.

Lusche, R., Semenov, A., Ilin, K., Siegel, M., Korneeva, Y., Trifonov, A., Korneev, A., Goltsman, G., Vodolazov, D., Hubers, H.-W., "Effect of the wire width on the intrinsic detection efficiency of superconducting-nanowire single-photon detectors", (2014) Journal of Applied Physics, 116 (4), DOI: 10.1063/1.4891105.

• Исследовано влияние магнитного поля на детектирование фотонов в тонких сверхпроводящих меандровых структурах.

Lusche, R., Semenov, A., Korneeva, Y., Trifonov, A., Korneev, A., Gol'Tsman, G., Hubers, H.-W., "Effect of magnetic field on the photon detection in thin superconducting meander structures", (2014) Physical Review B - Condensed Matter and Materials Physics, 89 (10), DOI: 10.1103/PhysRevB.89.104513.

• Исследована возможность гетеродинного детектирования в ближнем инфракрасном диапазоне с помощью сверхпроводящего смесителя болометра на горячих электронах NbN.

Lobanov, Y., Shcherbatenko, M., Shurakov, A., Rodin, A.V., Klimchuk, A., Nadezhdinsky, A.I., Maslennikov, S., Larionov, P., Finkel, M., Semenov, A., Verevkin, A.A., Voronov, B.M., Ponurovsky, Y., Klapwijk, T.M., Gol'tsman, G.N., "Heterodyne detection at near-infrared wavelengths with a superconducting NbN hot-electron bolometer mixer", (2014) Optics Letters, 39 (6), pp. 1429-1432, DOI: 10.1364/OL.39.001429.

Klapwijk, T.M., Ryabchun, S.A., "Direct observation of ballistic Andreev reflection", (2014) Journal of Experimental and Theoretical Physics, 119 (6), pp. 997-1017, DOI: 10.1134/S106377611412005X.

• Разработана технология создания боломотра на горячих электронах с in situ контактами.

Tretyakov, I.V., Finkel, M.I., Ryabchun, S.A., Kardakova, A.I., Seliverstov, S.V., Petrenko, D.V., Goltsman, G.N., "Hot-electron bolometer mixers with in situ contacts", (2014) Radiophysics and Quantum Electronics, 56 (8-9), pp. 591-598, DOI: 10.1007/s11141-014-9463-3.

Внедрение результатов исследования:

На основе полученных научных результатов в области сверхпроводимости и взаимодействия сверхпроводника с электромагнитным излучением стало возможным создание нового практического устройства для детектирования одиночных фотонов видимого и инфракрасного диапазона длин волн с увеличенным динамическим диапазоном и большим быстродействием. В результате был заключен договор № 2/2021 от 21.12.2021 г. между Московским педагогическим государственным университетом и индустриальным партнером ООО «Сконтел» согласно постановлению Правительства Российской Федерации №218 на выполнение научно-исследовательских, опытно-конструкторских и технологических работ в рамках комплексного проекта по созданию высокотехнологичного производства.

Образование и переподготовка кадров:

• Для студентов Московского педагогического государственного университета и Высшей школы экономики были разработаны и прочитаны: учебные программы «Коллективные квантовые явления», «Оптико-волоконные системы», «Квантовая оптика и фотоника», курсы лекций «Коллективные квантовые явления», «Оптико-волоконные системы», «Квантовая оптика и фотоника» и др.
• Подготовлены и защищены 9 кандидатских и 2 докторские диссертации.

Организационные и инфраструктурные преобразования:

В результате деятельности лаборатории в 2015 году была создана инновационная компания ООО «ТИНФОТОНИКА» (резидент фонда «Сколково»). Компания разрабатывает и производит оптические интегральные (в том числе квантовые) чипы для современных научных экспериментов и приборов. Сотрудники лаборатории могут получить опыт изготовления оптических интегральных микросхем и работы с ними. Компания осуществляет полный перечень услуг от теоретических расчетов до изготовления устройств ИК и ТГц оптики. Обладает обширной базой собственных оптических компонентов и уникальной технологией создания на чипе детекторов одиночных фотонов с QE 90%.

Другие результаты:

Под руководством одного из сотрудников лаборатории, к.ф.-м.н. В.В. Ковалюка, в 2022 году на базе Национального исследовательского технологического университета «МИСИС» была создана молодежная лаборатория «Лаборатория фотонных газовых сенсоров» в рамках федерального проекта «Развитие человеческого капитала в интересах регионов, отраслей и сектора исследований и разработок» национального проекта «Наука и университеты», в том числе по направлению «новая энергетика».

Сотрудничество:

• Лаборатория биофотоники Сколковского института науки и технологий (Россия): разработка микрофлюидных каналов и классических сенсоров на основе оптоволокна.
• Также лабораторией осуществляется научно-исследовательское сотрудничество со следующими организациями: Национальный исследовательский технологический университет «МИСИС», Национальный исследовательский ядерный университет «МИФИ», Федеральный исследовательский центр Институт прикладной физики Российской академии наук, Московский институт электроники и математики имени А. Н. Тихонова Национального исследовательского университета «Высшая школа экономики», Московский государственный технический университет имени Н.Э. Баумана (национальный исследовательский университет), Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова, Московский физико-технический институт (национальный исследовательский университет), Национальный медицинский исследовательский центр глазных болезней имени Гельмгольца (Россия), Немецкий центр авиации и космонавтики, Технологический институт Карлсруэ, Вестфальский университет имени Вильгельма, Дармштадский технический университет, Констанцский университет, Берлинский технический университет, Майнцский университет, Fraunhofer Institute for Applied Solid State Physics IAF (Германия), Нидерландский институт космических исследований, Делфтский технический университет (Нидерланды), Технический университет Чалмерса (Швеция), Китайская академия наук, Обсерватория Цзыцзиньшань (Китайская народная республика), Манчестерский университет, Кардиффский университет, Королевский колледж Холлоуэй, Лондонский университет (Великобритания), Университет Ватерлоо (Канада), Техасский университет A&M, Иллинойсский университет в Урбане-Шайпейне, Массачусетский технологический институт (США), Тель-Авивский университет, Еврейский университет в Иерусалиме (Израиль), Łukasiewicz - Instytut Mikroelektroniki i Fotoniki (Польша), Национальный институт материаловедения (Япония), Национальный центр научных исследований (Франция), Ереванский государственный университет (Армения), Kavli Institute of Nanoscience Delft, Deutsches Zentrum für Luft-und Raumfahrt DLR, Гарвард-Смитсоновский центр астрофизики.