Архив рубрики: ФОП.16.01

Ближнеполевой сканирующий СВЧ микроскоп в качестве измерительной техники с наноразрешением / Near-Field Scanning Microwave Microscope as Nano-Resolution Characterization Technique

Бабаджанян А. Ж. / Babajanyan, A. J.
Ереванский государственный университет / Yerevan State University
Фридман Б. / Friedman, B.
Государственный Университет Сэм Хьюстона / Sam Houston State University
Ли К. / Lee, K.
Университет Соганг Кореи / Sogang University
Выпуск в базе РИНЦ
DOI: 10.25210/jfop-1601-098111

Бабаджанян А. Ж., Фридман Б., Ли К. Ближнеполевой сканирующий СВЧ микроскоп в качестве измерительной техники с наноразрешением // Физические основы приборостроения. 2016. Т. 5. № 1(18). С. 98–111.
Babajanyan, A. J., Friedman, B., Lee, K. Near-Field Scanning Microwave Microscope as Nano-Resolution Characterization Technique // Physical Bases of Instrumentation. 2016. Vol. 5. No. 1(18). P. 98–111.


Аннотация: Ближнепольная сканирующая микроволновая микроскопия (БСММ) — инструмент бесконтактного неинвазивного неразрушающего контроля для оценки электромагнитных свойств материала с высоким контрастом и высоким пространственным разрешением. Этот подход основан на неразрушающем зондировании локального электромагнитного поля между рабочим концом зонда и тестируемым материалом. Он может использоваться для исследования таких характеристик материала, как электропроводность, диэлектрическая и магнитная проницаемости, и свойств материала, как в объеме, так и в тонких слоях. Изменения характеристик различных материалов и их волнового сопротивления были исследованы данным методом путем измерения коэффициента отражения S 11 микроволнового излучения и сдвига резонансной частоты Δ f / fr . Эти параметры могут быть легко измерены с использованием стандартного сетевого анализатора. В последнее время технология БСММ привлекает большое внимание в качестве перспективного альтернативного метода для тестирования твердотельных материалов, химических растворов и биологических объектов. Более того, эта ближнепольная технология дает возможность детектирования без использования маркирущих молекул, люминесцентных или радиоактивных. В дополнение к этим важнейшим методам распознавания на молекулярном уровне, технология БСММ является уникальным средством для исследования физических свойств в наномасштабе. Она реагирует на чрезвычайно малые вариации свойств материала и открывает большие возможности для высокочувствительного определения микропрофиля поверхности.

Abstract: The near-field scanning microwave microscope (NSMM) is a noncontact, nondestructive and label-free evaluation tool to obtain material properties with high contrast and high spatial resolution. This NSMM approach is based on nondestructive probing of a local electromagnetic near-field interaction between the probe tip and the materials under test, and can be used in exploring material characteristics such as electrical conductivity, dielectric permittivity, magnetic permeability, volumetric and thin film properties, etc. The changes in intrinsic impedance and material characteristics of various materials were investigated by NSMM by measuring the microwave reflection coefficient S 11 and resonant frequency shift Δ f / fr . These parameters can be easily measured using a commercial network analyzer. The NSMM detection technique has attracted considerable attention recently as a promising alternative sensor platform for use in solid state, chemical solution, and biological detection methods. Moreover, the near-field technique offers a label-free detection method that overcomes the need for targeting the molecules with fluorescent or radioactive labels. In addition to these important applications in molecular recognition, the NSMM technique is a unique experimental tool for investigating the physical properties at the nano-scale. The nano-scale probing technique using a NSMM means that it interacts in response to extremely small material property changes and has a great potential for investigating the surface profiles with high sensitivity.

Ключевые слова: Ближное поле, Нано-шкала, 3D отображение, биосенсоры, Microwaves, Near-field, Nano-scale, 3D mapping, Ближное поле, Нано-шкала


Литература / References
  1. Abu-Teir, M., Golosovsky, M., Davidov, D., Frenkel, A., and Goldberger, H. Near-Field Scanning Microwave Probe Based on a Dielectric Resonator // Rev. Sci. Instrum. 2001. Vol. 72. P. 2073.
  2. Kim, J., Kim, S., Lee, K., Lee, J., Cha, D., and Friedman, B. Development of a Near-Field Scanning Microwave Microscope Using a Tunable Resonance Cavity for High Resolution // Meas. Sci. Technol. 2003. Vol. 14. P. 7.
  3. Gao, C., Xiang, X.-D. Quantitative Microwave Near-Field Microscopy of Dielectric Properties // Rev. Sci. Instrum. 1998. Vol. 69. P. 846.
  4. Fragola, A., Aigouy, L., Mignotte, P., Formanek, F., and De Wilde, Y. Apertureless Scanning Near-Field Fluorescence Microscopy in Liquids. // Ultra-microscopy. 2004. Vol. 101. P. 47-54.
  5. Imtiaz, A., Baldwin, T., Nembach, H., Wallis, T., Kabos, P. Near-Field Microwave Microscope Measurements to Characterize Bulk Material Properties // Appl. Phys. Lett. 2007. Vol. 90. P. 243105.
  6. Rodriguez, M., Mandelis, A., Pan, G., Garcia, J., Gorodokin, V., Raskin, Y. Minority Carrier Lifetime and Iron Concentration Measurements on p-Si Wafers by Infrared Photothermal Radiometry and Microwave Photoconductance Decay // J. Appl. Phys. 2000. Vol. 87. P. 8113.
  7. Kunst, M., Wunsch, F., and Jokisch, D. Lateral Scanning of Si Based Systems by Measurements of the Microwave Photoconductance // Mat. Sci. Engin. B. 2003. Vol. 102. P. 173-178.
  8. Mircea, D., Clinton, T. Near-Field Microwave Probe for Local Ferromagnetic Resonance Characterization // Appl. Phys. Lett. 2007. Vol. 90. P. 142504.
  9. Kalinin, S., Gruverman, A. Scanning Probe Microscopy: Electrical and Electromechanical Phenomena at the Nanoscale. New York: Springer-Verlag, 2006.
  10. Steinhauer, D., Vlahacos, C., Wellstood, F., Anlage Steven, M., Canedy, C., Ramesh, R., Stanishevsky, A., and Melngailis, J. Quantitative Imaging of Dielectric Permittivity and Tunability with a Near-Field Scanning Microwave Microscope // Rev. Sci. Instrum. 2000. Vol. 71. P. 2751.
  11. Friedman, B., Gaspar, M., Kalachikov, S., Lee, K., Levicky, R., Shen, G., and Yoo, H. Sensitive, Label-Free DNa Diagnostics Based on Near-Field Microwave Imaging // J. Am. Chem. Soc. 2005. Vol. 127. P. 9666-9667.
  12. Talanov, V., Scherz, A., Moreland, R., and Schwartz, A. A Near-Field Scanned Microwave Probe for Spatially Localized Electrical Metrology // Appl. Phys. Lett. 2006. Vol. 88. P. 134106.
  13. Imtiaz, A., Anlage, S., Barry, J., and Melngailis, J. Nanometer-Scale Material Contrast Imaging with a Near-Field Microwave Microscope // App. Phys. Lett. 2007. Vol. 90. P. 143106.
  14. Ohatsu, M. Near-Field Nano/Ato Optics and Technology. Tokyo: Springer-Verlag, 1998.
  15. Jackson, J. Classical Electrodynamics. New York: Wiley, 1975.
  16. Griffiths, D. Introduction to Electrodynamics, 3th ed. New York: Prentice, 1999.
  17. Pozar, D. M. Microwave Engineering. New York: Addison-Wesley, 1990.
  18. Kim, J., Babajanyan, A., Hovsepyan, A., Lee, K., and Friedman, B. Microwave Dielectric Resonator Biosensor for Aqueous Glucose Solution // Rev. Sci. Instrum. 2008. Vol. 79. P. 086107.
  19. Gao, C., Hu, B., Takeuchi, I., Chang, K., Xiang, X., and Wang, G. Quantitative Scanning Evanescent Microwave Microscopy and its Applications in Characterization of Functional Materials Libraries // Meas. Sci. Technol. 2005. Vol. 16. P. 248.
  20. Kim, S., You, H., Lee, K., Friedman, B., Gaspar, M., and Levicky, R. Distance Control for a Near-Field Scanning Microwave Microscope in Liquid Using a Quartz Tuning Fork // Appl. Phys. Lett. 2005. Vol. 86. P. 153506.
  21. Melikyan, H., Sargsyan, T., Babajanyan, A., Kim, S., Kim, J., Lee, K., and Friedman, B. Hard Disk Magnetic Domain Nano-Spatial Resolution Imaging by Using a Near-Field Scanning Microwave Microscope with an AFM Probe Tip // J. Magn. Magn. Mater. 2009. Vol. 321. P. 2483-2487.
  22. Babajanyan, A., Kim, J., Kim, S., Lee, K., and Friedman, B. Sodium Chloride Sensing by Using a Near-Field Microwave Microprobe // Appl. Phys. Lett. 2006. Vol. 89. P. 183504.
  23. Dimtrakopoulos, C. D., Malenfant, P. R. L. Organic Thin Film Transistors for Large Area Electronics // Adv. Mater. 2002. Vol. 14. P. 99-117.
  24. Lim, E., Manaka, T., Tamura, R., and Iwamoto, M. Maxwell-Wagner Model Analysis for the Capacitance-Voltage Characteristics of Pentacene Field Effect Transistor // Jpn. J. Appl. Phys. 2006. Vol. 45. P. 3712-3716.
  25. Kudo, K., Sumimoto, T., Hiraga, K., Kuniyoshi, Sh., and Tanaka, K. Evaluation of Electrical Properties of Evaporated Thin Films of Metal-Free, Copper and Lead Phthalocyanines by in-Situ Field Effect Measurements // Jpn. Appl. Phys. 1997. Vol. 36. P. 6994-6998.
  26. Suzue, Y., Manaka, T., and Iwamoto, M. Current-Voltage Characteristics of Pentacene Films: Effect of UV/Ozone Treatment on Au Electrodes // Jpn. J. Appl. Phys. 2005. Vol. 44. P. 561-565.
  27. Kirchartz, T., Rau, U., Kurth, M., Mattheis, J., and Werner, J. Comparative Study of Electroluminescence From Cu (In, Ga) Se2 and Si Solar Cells // Thin Solid Films. 2007. Vol. 515. P. 6238-6242.
  28. Anton, I., Sala, G., Heasman, K., Kern, R., and Bruton, T. Performance Prediction of Concentrator Solar Cells and Modules From Dark I-V Characteristics // Prog. Photovolt. Res. Appl. 2003. Vol. 11. P. 165-178.
  29. Noh, Y. Y., Kim, D. Y., and Yase, K. Highly Sensitive Thin-Film Organic Phototransistors: Effect of Wavelength of Light Source on Device Performance // J. Appl. Phys. 2005. Vol. 98. P. 074505.
  30. Hamilton, M., Martin, S., and Kanicki, J. Thin-Film Organic Polymer Phototransistors // IEEE Trans. Electron Devices. 2004. Vol. 51. P. 877-885.
  31. Zhen, L., Shang, L., Liu, M., Tu, D., Ji, Z., Liu, X., Liu, G., Liu, J., and Wang, H. Light-Induced Hysteresis Characteristics of Copper Phthalocyanine Organic Thin-Film Transistors // Appl. Phys. Lett. 2008. Vol. 93. P. 203302.
  32. Chicinas, I. Soft Magnetic Nanocrystalline Powders Produced by Mechanical Alloying Routes // J. Optoelectron. Adv. Mater. 2006. Vol. 8. P. 439-448.
  33. Tabib-Azar, M., Wang, Y. Design and Fabrication of Scanning Near-Field Microwave Probes Compatible with Atomic Force Microscopy to Image Embedded Nanostructures // IEEE Trans. Microwave Theory Tech. 2004. Vol. 52. P. 971-979.
  34. Hanai, T., Hamada, H., and Okamoto, M. Application of Bioinformatics for DNa Microarray Data to Bioscience, Bioengineering and Medical Fields // J. Biosci. Bioeng. 2006. Vol. 101. P. 377-384.
  35. Wang, L., Li, P. Microfluidic DNa Microarray Analysis: a Review // Anal. Chim. Acta. 2011. Vol. 687. P. 12-27.
  36. Ray, K., Ma, J., Oram, M., Lakowicz, J., and Black, L. Single-Molecule and FRET Fluorescence Correlation Spectroscopy Analyses of Phage DNa Packaging: Colocalization of Packaged Phage T4 DNa Ends Within the Capsid // J. Mol. Biol. 2010. Vol. 395. P. 1102-1113.
  37. Qi, Y., Li, B., Zhang, Zh. Label-Free and Homogeneous DNa Hybridization Detection Using Gold Nanoparticles-Based Chemiluiminescence System // Biosens. Bioelectron. 2009. Vol. 24. P. 3581-3586.
  38. Postma, H. Rapid Sequencing of Individual DNa Molecules in Graphene Nanogaps. // Nano Lett. 2010. Vol. 10. P. 420-425.
  39. Ozkumur, E., Ahn, S., Yalcin, A., Lopez, C., Cevik, E., Irani, R., DeLisi Ch., Chiari, M., and Unlu, M. Label-Free Microarray Imaging for Direct Detection of DNa Hybridization and Single-Nucleotide Mismatches. // Biosens. Bioelectron. 2010. Vol. 25. P. 1789-1795.
  40. Kim, S., Jang, Y., Kim, S., Kim, T., Melikyan, H., Babajanyan, A., Lee, K., and Friedman, B. Detection of DNA-Hybridization Using a Near-Field Scanning Microwave Microscope // J. Nanosci. Nanotechnol. 2011. Vol. 11. P. 4222-4226.
  41. Mayor, L., Moreira, R., Chenlo, F., and Sereno, A. Kinetics of Osmotic Dehydration of Pumpkin with Sodium Chloride Solutions // J. Food Eng. 2006. Vol. 74. P. 253-262.
  42. Rahmouni, K., Keddam, M., Srhiri, A., and Takenouti, H. Corrosion of Copper in 3% NaCl Solution Polluted by Sulphide Ions // Corros. Sci. 2005. Vol. 47. P. 3249-3266.
  43. Babajanyan, A., Melikyan, H., Kim, S., Kim, J., Lee, K., Friedman, B. Real-Time Noninvasive Measurement of Glucose Concentration Using a Microwave Biosensor. // J. Sens. 2010. Vol. 2010. Article ID: 452163.

Электронный транспорт в гибридных сверхпроводниковых мезаструктурах / Electron Transport in Hybrid Superconducting Epitaxial Mesastructures

Константинян К. И. / Constantinian, K. Y.
Институт радиотехники и электроники им. В. А. Котельникова РАН / Институт радиотехники и электроники им. В. А. Котельникова РАН
Овсянников Г. А. / Ovsyannikov, G. A.
Институт радиотехники и электроники им. В. А. Котельникова РАН / Институт радиотехники и электроники им. В. А. Котельникова РАН
Выпуск в базе РИНЦ
DOI: 10.25210/jfop-1601-112132

Константинян К. И., Овсянников Г. А. Электронный транспорт в гибридных сверхпроводниковых мезаструктурах // Физические основы приборостроения. 2016. Т. 5. № 1(18). С. 112–132.
Constantinian, K. Y., Ovsyannikov, G. A. Electron Transport in Hybrid Superconducting Epitaxial Mesastructures // Physical Bases of Instrumentation. 2016. Vol. 5. No. 1(18). P. 112–132.


Аннотация: We present results on experimental studies of electron transport of hybrid superconducting mesastructures with oxide magnetic interlayers. The density of the superconducting current in mesastructures with antiferromagnetic interlayer reaches jC =700 A/cm2 and the decay length of superconducting correlations is estimated of order 7 nm. These mesastructures exhibit significantly higher sensitivity to the external magnetic field than conventional Josephson junctions. In mesastructures with a composite ferromagnetic interlayer the superconducting current has been measured being caused by an emergence of spin-triplet correlations.

Abstract: Экспериментально исследован электронный транспорт сверхпроводниковых гибридных эпитаксиальных мезаструктур на основе купратных сверхпроводников с оксидными магнитными прослойками. Показано, что плотность сверхпроводящего тока в мезаструктурах с прослойкой из антиферромагнетика достигает значений jC =700 A/cм2, а характерная длина затухания сверхпроводящих корреляций составляет величину порядка 7 нм. Обнаружено, что такие мезаструктуры обладают существенно большей чувствительностью к внешнему магнитному полю, чем обычные джозефсоновские переходы. В мезаструктурах с прослойкой из композитного ферромагнетика обнаружен сверхпроводящий ток, обусловленный возникновением спин-триплетных корреляций.

Ключевые слова: магнетики, джозефсоновские переходы, электронный транспорт, спин-поляризованные процессы, ток-фазовая зависимость, СВЧ динамика, superconductors, magnetic materials, Josephson junctions, electron transport, spin-polarized processes, current-phase relation, магнетики


Литература / References
  1. Bergeret, F. S., Volkov, A. F., Efetov, K. B. Odd Triplet Superconductivity and Related Phenomena in Superconductor-Ferromagnet Structures. // Rev. Mod. Phys. 2006. Vol. 77. P. 1321.
  2. Komissinskiy, P., Ovsyannikov, G. A., Borisenko, I. V., Kislinskii, Yu.V., Constantinian, K. Y., Zaitsev, A. V., and Winkler, D. Josephson Effect in Hybrid Oxide Heterostructures with an Antiferromagnetic Layer. // Phys. Rev. Lett. 2007. Vol. 99. P. 017004.
  3. Gorkov, L. P., Kresin, V. Z. Josephson Junction with an Antiferromagnetic Barrier. // Physica C. 2002. Vol. 367. P. 103.
  4. Зайцев А. В., Овсянников Г. А., Константинян К. И., Кислинский Ю. В., Шадрин А. В., Борисенко И. В., Комиссинский Ф. В. Сверхпроводящий ток в гибридных структурах с антиферромагнитной прослойкой. // ЖЭТФ. 2010. Т. 137, С. 380.
  5. Andersen, B. M., Bobkova, I. V., Hirschfeld, P. J., Barash, Yu.S. 0-π Transitions in Josephson Junctions with Antiferromagnetic Interlayers. // Phys. Rev. Lett. 2006. Vol. 96. P. 117005.
  6. Vaknin, D., Caignol, E., Davis, P. K., et al. Antiferromagnetism in (Ca0.85Sr0.15) CuO2, the Parent of the Cuprate Family of Superconducting Compounds. // Phys. Rev. B. 1989. Vol. 39. P. 9122.
  7. Овсянников Г. А., Денисюк С. А., Бдикин И. К. Рост и проводимость кальциевых купратных пленок. // ФТТ. 2005. Т. 47. С. 417.
  8. Овсянников Г. А., Борисенко И. В., Комиссинский Ф. В., Кислинский Ю. В., Зайцев А. В. Аномальный эффект близости в сверхпроводниковых оксидных структурах с антиферромагнитной прослойкой. // Письма в ЖЭТФ. 2006. Т. 84. С. 320.
  9. Komissinskiy, P., Ovsyannikov, G. A., Constantinian, K. Y., et al. High-Frequency Dynamics of Hybrid Oxide Josephson Heterostructures. // Phys. Rev. B. 2008. Vol. 78. P. 024501.
  10. Nie, J. C., Badica, P., Hirai, M., et al. Electron-Doped Superconductivity in Sr1-xCaxCuO2-δ Infinite-Layer Thin Films. // Physica C. 2003. Volums 388-389. P. 441.
  11. Аматуни Л. Э., Ахумян А. А., Константинян К. И., Мартиросян Р. М., Овсянников Г. А. Движение вихрей в мостиковых структурах из высокотемпературных сверхпроводников. // Письма в ЖЭТФ. 1989. Т. 49. С. 559.
  12. Constantinian, K. Y., Amatuni, L. E., Hakhumian, A. A., Hayrapetian, R. B., and Martirossian, R. M. Microwave Mixing Processes in HTSC Thin Films. // Physica B. 1991. Vol. 173. P. 313.
  13. Amatuni, L. E., Constantinian, K. Y., Hakhumian, A. A., Hayrapetian, R. B., Martirossian, R. M., Lee, K., and Park, G. Microwave Mixing and Generation in the Low-Tc and High-Tc Superconducting Thin-Film Bridges. // Superconductor Science and Technology. 1992. Vol. 5. P. 107.
  14. Комиссинский Ф. В., Овсянников Г. А., Иванов З. Г. Температурная зависимость электронного транспорта в гетеропереходах нормальный металл-ВТСП. // ФТТ. 2001. Т. 43. С. 769.
  15. Бароне А., Патерно Дж. Эффект Джозефсона. Физика и применения: Мир, Москва. 1984.
  16. Аматуни Л. Э., Ахумян А. А., Айрапетян Р. Б., Константинян К. И., Мартиросян Р. М., Овсянников Г. А. Собственное электромагнитное излучение ВТСП тонкопленочных мостиковых структур. // Письма в ЖЭТФ. 1989. Т. 50. С. 355.
  17. Константинян К. И., Аматуни Л. Э., Мартиросян Р. М. Непосредственное наблюдение риделевской особенности на торцевом YBaCuO джозефсоновском переходе. // Письма в ЖЭТФ. 1994. Т. 59. С. 167.
  18. Аматуни Л. Э., Мартиросян Р. М., Константинян К. И. Собственное электромагнитное излучение YBa2Cu3O7 тонкопленочных торцевых переходов в миллиметровом диапазоне длин волн. //Письма в ЖТФ. 1994. Т. 20. С. 86.
  19. Lofwander, T., Shumeiko, V. S., Wendin, G. Andreev Bound States in High-Tc Superconducting Junctions // Superconductor Sci. Technol. 2001. Vol. 14. P. R53.
  20. Hilgenkamp, H., Mannhart, J. Grain Boundaries in High-Tc Superconductors. // Rev. Mod. Phys. 2002. Vol. 74. P. 485.
  21. Il´Ichev, E, Grajcar, M., Hlubina, R., et al. Degenerate Ground State in a Mesoscopic YBa2Cu3O7-d Grain Boundary Josephson Junction. // Phys. Rev. Lett. 2001. Vol. 86. P. 5369.
  22. Kleiner, R., Katz, A. S., Sun, A. G., et al. Pair Tunneling From c-Axis YBa2Cu3O7-x to Pb: Evidence for s-Wave Component From Microwave Induced Steps. // Phys. Rev. Lett. 1996. Vol. 76. P. 2161.
  23. Mints, R. G., Papiashvilli, I., Kirtley, J. R., Hilgenkamp, H., Hammel, G., and Mannhart, J. Observation of Splintered Josephson Vortices at Grain Boundaries in YBa2Cu3O7-δ. // Phys. Rev. Lett. 2002. Vol. 89. P. 067004.
  24. Mints, R. G. Self-Generated Flux in Josephson Junctions with Alternating Critical Current Density. // Phys. Rev. B. 1998. Vol. 57. P. R3221.
  25. Комиссинский Ф. В., Константинян К.И, Кислинский Ю.В, Овсянников Г. А. Электронный транспорт в металлооксидных сверхпроводниковых гетеропереходах.// ФНТ. 2004. Т. 30. С. 795.
  26. Il`Ichev, E., Zakozarenko, V., Ijsselsteijn, R., et al. Nonsinusoidal Current-Phase Relationship of Grain Boundary Josephson Junctions in High-Tc Superconductor. // Phys. Rev. Lett. 1998. Vol. 81. P. 894.
  27. Ustinov, A. V., Mygind, J., and Oboznov, V. A. Phase-Locked Flux-Flow Josephson Oscillator. // J. Appl. Phys. 1992. Vol. 72. P. 1203.
  28. Кислинский Ю. В., Комиссинский Ф. В., Константинян К. И. и др. Сверхпроводящий ток гибридных гетеропереходов металлооксидных сверхпроводников: размерная и частотная зависимости. // ЖЭТФ. 2005. Т. 128. С. 575.
  29. Mannhart, J. High-Tc Transistors. // Supercond. Sci. Technol. 1996. Vol. 9. P. 49.
  30. Karminskaya, T.Yu., Kornev, V. K. Subharmonic Shapiro Steps on I-V Curve of Underdamped Josephson Junctions. // Proceedings of Int. Student’s Workshop on Microwave Applications of New Physical Phenomena. Saint-Petersburg. Russia. 2004. P. 119.
  31. Ovsyannikov, G. A., Borisenko, I. V., and Constantinian, K. Y. Electron Transport in High-Tc Superconducting Grain Boundary Junctions. // Vacuum. 2000. Vol. 58. P. 149.
  32. Riedel, R. A., Bagwell, P. F. Low-Temperature Josephson Current Peak in Junctions with d-Wave Order Parameters. // Phys. Rev. B. 1998. Vol. 57. P. 6084.
  33. Tanaka, Y., Kashiwaya, S. Theory of the Josephson Effect in d-Wave Superconductors. // Phys. Rev. B. 1996. Vol. 53. R11957.
  34. Barash, Yu.S. Quasiparticle Interface States in Junctions Involving d-Wave Superconductors. // Phys. Rev. B. 2000. Vol. 61. P. 678.
  35. Комиссинский Ф. В., Овсянников Г. А., Кислинский Ю. В. и др. Андреевские состояния и эффект Джозефсона в сверхпроводниковых гетеропереходах в тонких пленках YBa2Cu3Ox. // ЖЭТФ. 2002. Т. 95. С. 1074.
  36. Gozar, A., Logvenov, G., Kourkoutis, L. F., et al. High-Temperature Interface Superconductivity Between Metallic and Insulating Copper Oxides. // Nature. 2008. Vol. 455. P. 782.
  37. Okamoto, S., Millis, A. J. Electronic Reconstruction at an Interface Between a Mott Insulator and a Band Insulator. // Nature. 2004. Vol. 428. P. 630.
  38. Billinge, S. J.L., Davies, P. K., Egami, T., and Catlow, C. R.A. Deviations From Planarity of Copper-Oxygen Sheets in Ca0.85Sr0.15CuO2. // Phys. Rev. B. 1991. Vol. 43. P. 10340.
  39. Bell, C., Tarte, E. J., Burnell, G., et al. Proximity and Josephson Effects in Superconductor/Antiferro-magnetic Nb/γ-Fe50Mn50 Heterostructures. // Phys. Rev. B. 2003. Vol. 68. P. 144517.
  40. Golubov, A, Kupriyanov, M.Yu., and Il’Ichev, E. The Current-Phase Relation in Josephson Junctions. // Rev. Mod. Phys. 2004. Vol. 76. P. 411.
  41. Komissinski, P. V., Il’Ichev, E., Ovsyannikov, G. A., et al. Observation of the Second Harmonic in Superconducting Current-Phase Relation of Nb/Au/ (001) YBa2Cu3Ox Heterojunctions. // Europhys. Lett. 2002. Vol. 57. P. 585.
  42. Mieville, L., Worledge, D., Geballe, T.H, Contreras, R., and Char, K. Transport Across Conducting Ferromagnetic Oxide/Metal Interfaces. // Appl. Phys. Lett. 1998. Vol. 73. P. 1736.
  43. Van Zalk M, Brinkman, A., Aarts, J., and Hilgenkamp, H. Interface Resistance of YBa2Cu3O7-δ /La0.67Sr0.33MnO3 Ramp-Type Contacts. // Phys. Rev. B. 2010. Vol. 82. P. 134513.
  44. Шейерман А. Е., Константинян К. И., Овсянников Г. А. и др. Спин-триплетный электронный транспорт в гибридных сверхпроводниковых гетероструктурах с композитной ферромагнитной прослойкой. // ЖЭТФ. 2015. Т. 147. С. 1185.
  45. Borisevich, A. Y., Lupini, A. R., He, J., Eliseev, E. A., et al. Interface Dipole Between Two Metallic Oxides Caused by Localized Oxygen Vacancies. // Phys. Rev. B. 2012. Vol. 86. P. 140102 (R).
  46. Ziese, M., Vrejoiu, I., Pippel, E., et al. Tailoring Magnetic Interlayer Coupling in La0.7Sr0.3MnO3/SrRuO3 Superlattices // Phys. Rev. Lett. 2010. Vol. 104. P. 167203.
  47. Ziese, M., Bern, F., Setzer, A., et al. Existence of a Magnetically Ordered Hole Gas at the La0.7Sr0.3MnO3/SrRuO3 Interface. // The European Physical Journal B. 2013. Vol. 86. P. 42.
  48. Komissinskii, F. V., Ovsyannikov, G. A., and Ivanov, Z. G. Temperature Behavior of Electron Transport in Normal-Metal-HTSC Heterojunctions. // Phys. Solid State. 2001. Vol. 43. P. 801.
  49. Khasawneh, M. A., Khaire, T. S., Klose, C., Pratt Jr., W.P, and Birge, N. O. Spin-Triplet Supercurrent in Co-Based Josephson Junctions. // Supercond. Sci. Technol. 2011. Vol. 24. P. 024005.
  50. Khaydukov, Yu.N., Ovsyannikov, G. A., Sheyerman, A. E., Constantinian, K. Y., et al. Evidence for Spin-Triplet Superconducting Correlations in Metal-Oxide Heterostructures with Noncollinear Magnetization. // Phys. Rev. B. 2014. Vol. 90. P. 035130.
  51. Volkov, A. F., Efetov, K. B. Odd Spin-Triplet Superconductivity in a Multilayered Superconductor-Ferromagnet Josephson Junction. // Phys. Rev. B. 2010. Vol. 81. P. 144522.
  52. Richard, C., Houzet, M., and Meyer, J. S. Superharmonic Long-Range Triplet Current in a Diffusive Josephson Junction. // Phys. Rev. Lett. 2013. Vol. 110. P. 217004.
  53. Cohn, J. L., Neumeier, J. J., Popoviciu, C. P., McClellan, K.J., and Leventouri, Th. Local Lattice Distortions and Thermal Transport in Perovskite Manganites. // Phys. Rev. B. 1997. Vol. 56. P. R8495.
  54. Kostic, P., Okada, Y., Collins, N. C., Schlesinger, Z., Reiner, J. W., et al. Non-Fermi-Liquid Behavior of SrRuO3: Evidence From Infrared Conductivity. // Phys. Rev. Lett., 1998. Vol. 81. P. 2498.
  55. Кислинский Ю. В., Константинян К. И., Овсянников Г. А., Комиссинский Ф. В., Борисенко И. В., Шадрин А. В. Магнитозависящий сверхпроводящий транспорт в оксидных гетероструктурах с антиферромагнитной прослойкой. // ЖЭТФ. 2008. Т. 133. С. 914.
  56. Klose, C., Khaire, T. S., Wang, Y., Pratt Jr., W.P., Birge, N. O., et al. Optimization of Spin-Triplet Supercurrent in Ferromagnetic Josephson Junctions. // Phys. Rev. Lett. 2012. Vol. 108. P. 127002.
  57. Pal, A., Barber, Z. H., Robinson, J.W.A., and Blamire, M. G. Pure Second Harmonic Current-Phase Relation in Spin-Filter Josephson Junctions. // Nature Comm. 2014. Vol. 5. P. 3340.
  58. Wild, G., Probst, C., Marx, A., Gross, R. Josephson Coupling and Fiske Dynamics in Ferromagnetic Tunnel Junctions. // Eur. Phys. J. B. 2010. Vol. 78. P. 509.
  59. Volkov, A. F., Efetov, K. B. Proximity Effect and its Enhancement by Ferromagnetism in High-Temperature Superconductor-Ferromagnet Structu-res. // Phys. Rev. Lett. 2009. Vol. 102. P. 077002.
  60. Buzdin, A. I., Mel’Nikov, A.S., and Pugach, N. G. Domain Walls and Long-Range Triplet Correlations in SFS Josephson Junctions. // Phys. Rev. B. 2011. Vol. 83. P. 144515.
  61. Desfeux, R., Bailleul, S., Da Costa, A., Prellier, W., and Haghiri-Gosnet, A.M. Substrate Effect on the Magnetic Microstructure of La0.7Sr0.3MnO3 Thin Films Studied by Magnetic Force Microscopy. // Appl. Phys. Lett. 2001. Vol. 78. P. 3681.
  62. Dho, J., Kim, Y. N., Hwang, Y. S., Kim, J. C., and Hur, N. H. Strain-Induced Magnetic Stripe Domains in La0.7Sr0.3MnO3 Thin Films. // Appl. Phys. Lett. 2003. Vol. 82. P. 1434.
  63. Anwar, M. S., Czeschka, F., Hesselberth, M., Porcu, M., Aarts J. Long-Range Supercurrents Through Half-Metallic Ferromagnetic M., Porcu, M., Aarts J. Long-Range Supercurrents Through Half-Metallic Ferromagnetic CrO2. // Phys. Rev. B. 2010. Vol. 82. P. 100501.

К 80-летию Радика Мартиросовича Мартиросяна / To the 80th anniversary of Radik Martirosovich Martirosyan

Выпуск в базе РИНЦ
DOI: 10.25210/jfop-1601-001002

К 80-летию Радика Мартиросовича Мартиросяна // Физические основы приборостроения. 2016. Т. 5. № 1(18). С. 1–2.
To the 80th anniversary of Radik Martirosovich Martirosyan // Physical Bases of Instrumentation. 2016. Vol. 5. No. 1(18). P. 1–2.


Аннотация:

Abstract:

Ключевые слова:


Литература / References

К вопросу о непосредственном обнаружении гравитационных волн / On the Direct Detection of the Gravitational Waves

Пустовойт В.И. / Pustovoit, V.I.
Научно-технологический центр уникального приборостроения РАН / RUS Научно-технологический центр уникального приборостроения РАН
Выпуск в базе РИНЦ
DOI: 10.25210/jfop-1601-006019

Пустовойт В.И. К вопросу о непосредственном обнаружении гравитационных волн // Физические основы приборостроения. 2016. Т. 5. № 1(18). С. 6–19.
Pustovoit, V.I. On the Direct Detection of the Gravitational Waves // Physical Bases of Instrumentation. 2016. Vol. 5. No. 1(18). P. 6–19.


Аннотация: Показано, что значения масс коллапсирующих черных дыр в рамках ньютоновского приближения могут быть получены из значений наименьшей частоты излучения гравитационных волн и интервала времени от начала регистрации до момента коллапса черных дыр. Указано, что проблему нагрева зеркал интерферометра (гравитационной антенны) лазерным излучением можно решить путём использования протяженных структур с синусоидальным распределением показателя преломления. Отмечена особая роль пондеромоторных сил со стороны лазерного излучения на отражательные способности зеркал, образующих резонатор Фабри-Перо в интерферометре Майкельсона

Abstract: It is shown that the values of collapsing black holes masses within the framework of Newtonian approximation can be also obtained from the values of the lowest frequency of gravitational waves radiation and time interval from the start of this lowest frequency measurement until the collapse of black holes. It is pointed out that the problem of mirrors heating by laser radiation can be solved by means of the extended sinusoidal distribution of the medium refractive index. The special role of the influence of the ponderomotive forces on the part of the laser radiation on the reflective ability of mirrors forming Fabry-Perot resonator in Michelson interferometer, is also indicated.

Ключевые слова: коллапс черных дыр, лазерный нагрев зеркал резонатора, интерферометр Фабри-Перо, свободная масса (зеркала), gravitational waves, black holes collapse, laser heating of resonator mirrors, Fabry-Perot interferometer, коллапс черных дыр


Литература / References
  1. Blanchet, L., Damour, T., Iyer, B. R., Will, C. M., and Wiseman, A. G. Gravitational-Radiation Damping of Compact Binary Systems to Second Post-Newtonian Order. // Phys. Rev. Lett. 1995. No. 74. 3515.
  2. Ландау Л. Д., Лифшиц Е. М. Теория поля. М.: Наука, 1967.
  3. Gertsenshtein M.E., Pustovoit V.I. On the Detection of Low Frequency Gravitation Waves. // Sov. Phys. JETP. 1963. Vol. 16. No. 2. P. 433-435.
  4. Weiss R. Electromagnetically Coupled Broadband Gravitational Antenna / Quarterly Report of the Research Laboratory for Electronics // MIT Report No. 105. 1972. WEB: https:// dcc.ligo.org/ligo p720002/public/main
  5. Pustovoit, V.I. Special Case of Light Collinear Diffraction on Sound Waves in Crystals. // Optical Memory and Neural Networks (Information Optics). 2004. Vol. 4. No. 2. See Also [8].
  6. Афанасьев, А.М., Гуляев, Ю.В., Пустовойт, В.И. Физические процессы в электронных приборах. // Радиотехника и электроника. 2004. Т. 49. № 12. С. 1526-1531.
  7. Пустовойт В. И. Избранные труды. С. 545-563. М.: Наука, 2014.
  8. Пустовойт В. И. Акустооптические свойства метаматериалов. // Физические основы приборостроения. 2015. Т. 4. № 2. С. 76-85.
  9. Pustovoit, V.I., Borisov, M., Ivanov, O. // Phys.Lett. A. 1989. Vol. 135. No. 11.; Solid State Comm. 1989. Vol. 76. No. 6; See Also [8, P. 672-685].
  10. Тамм И.Е. Основы теории электричества. М.: Физматлит, 2003. 616с.
  11. Ginsburg, V.L. // Inter. Conf. On Gravitation. Warsaw, July 1963.
  12. Weber, J. Remarks on Gravitational Experiments.IL Nuovo Cimento (1955-1965). 1963. Т. 29. No. 4. P. 930-934
  13. Weber, J. // Phys. Rev. 1960. No. 117. P. 360.; General Relativity and Gravitational Waves. New York. 1961. Ch. 8.; Gravitational Radiation Detector Observations in 1973 and 1974 // Nature. 1977. No. 266. P. 243.

Метод определения фазы субпикосекундного лазерного импульса в среднем ИК диапазоне длин волн / Method for Determining the Phase Subpicosecond Laser Pulses in the Mid-IR Wavelength Range

Ахумян А. А. / Hakhoumian, A.A.
Институт радиофизики и электроники НАН РА / RUS Институт радиофизики и электроники НАН РА
Мартиросян Р. М. / Martirosyan, R.M.
Институт радиофизики и электроники НАН РА / Institute Radiophysics NAS RA
Оганесян Д. Л. / Hovhannisyan, D.L.
Ереванский государственный университет / Yerevan State University
Оганесян Г. Д. / Hovhannisyan, G.D.
Ереванский государственный университет / Yerevan State University
Выпуск в базе РИНЦ
DOI: 10.25210/jfop-1601-020027

Ахумян А. А., Мартиросян Р. М., Оганесян Д. Л., Оганесян Г. Д. Метод определения фазы субпикосекундного лазерного импульса в среднем ИК диапазоне длин волн // Физические основы приборостроения. 2016. Т. 5. № 1(18). С. 20–27.
Hakhoumian, A.A., Martirosyan, R.M., Hovhannisyan, D.L., Hovhannisyan, G.D. Method for Determining the Phase Subpicosecond Laser Pulses in the Mid-IR Wavelength Range // Physical Bases of Instrumentation. 2016. Vol. 5. No. 1(18). P. 20–27.


Аннотация: Для определения фазового сдвига центральной частоты субпикосекундного лазерного импульса в среднем ИК диапазоне длин волн предлагается метод, основанный на генерации излучения суммарной частоты (ИСЧ) двумя одинаковыми линейно-поляризованными лазерными субпикосекундными импульсами накачки с разностью фаз, распространяющимися в кристалле GaSe с регулярной доменной структурой. В работе показано, что в поле субпикосекундного ИК лазерного импульса с центральной длиной волны 9.6 мкм, распространяющегося в кристалле GaSe с регулярной доменной структурой (РДС) с периодом равным 216 мкм, происходит одновременная квазисинхронная генерация второй, третьей и четвертой гармоник импульса накачки на длинах волн 4.8, 3.2 и 2.4 мкм соответственно. Представленные в работе результаты могут быть использованы при разработке нелинейно-оптического фазового коррелятора для определения фазы субпикосекундного лазерного импульса в среднем ИК диапазоне длин волн.

Abstract: The method of determination of the phase shift of the central frequency of subpicosecond laser pulse in the mid-IR wavelength range is proposed. The method is based on the generation of sum frequency radiation by two equally linearly polarized subpicosecond laser pulses of pump with a phase difference, propagating in GaSe crystals with a regular domain structure. It is shown that in the field of subpicosecond IR laser pulse at the 9.6 μm central wavelength propagating in GaSe crystal with a regular domaon structure with a period 216 μm takes place simultaneous quasisynchro-nous generation of the second, third and fourth harmonics of the pump pulse at 4.8, 3.2 and 2.4 μm wavelengths, respectively. The obtained results can be used for developing the nonlinear optical phase correlator for determination of the phase of subpicosecond mid-IR laser pulse.

Ключевые слова: излучение суммарной частоты, разность фаз, IR laser pulse, difference frequency radiation, излучение суммарной частоты


Литература / References
  1. Vodopyanov, K.L., Kulevskii, L.A., Voevodin, V.G., Gribenyukov, A.I., Allakhverdiev, K.R., and Kerimov, T.A. High Efficiency Middle IR Parametric Superradiance in ZnGeP2 and GaSe Crystals Pumped by an Erbium Laser // Opt. Commun. 1991. Vol. 83. No. 5-6. P. 322-326.
  2. Okorogu, A.O., Mirov, S.B., Lee, W., Crouthamel, D.I., Jenkins, N., Dergachev, A.Yu., Vodopyanov, K. L., and Badikov, V.V. Tunable Middle Infrared Down-Conversion in GaSe and AgGaS2 // Opt. Commun. 1998. Vol. 155. No. 4-6. P. 307-312.
  3. Kaindl, R.A., Wurm, M., Reimann, K., Hamm, P., Weiner, A.M., and Woerner, M. Generation, Shaping, and Characterization of Intense Femtosecond Pulses Tunable From 3 to 20 μm // J. Opt. Soc. Am. B. 2000. Vol. 17, No. 12. P. 2086-2094.
  4. Huber, R., Brodschelm, A., Tauser, F., and Leitenstorfer, A. Generation and Field-Resolved Detection of Femtosecond Electromagnetic Pulses Tunable up to 41 THz // Appl. Phys. Lett. 2000. Vol. 76. No. 22. P. 3191-3193.
  5. Shi Wei, Ding Yujie J., Mu Xiaodong, and Fernelius Nils. Tunable and Coherent Nanosecond Radiation in the Range of 2.7-28.7 μm2.7-28.7 μm Based on Difference-Frequency Generation in Gallium Selenide // Appl. Phys. Lett. 2002. Vol. 80. No. 21. P. 3889-3891.
  6. Finsterbusch, K., Bayer, A., and Zacharias, H. Tunable, Narrow-Band Picosecond Radiation in the Mid-Infrared by Difference Frequency Mixing in GaSe and CdSe //Appl. Phys. B. 2004. Vol. 79. No. 4. P. 457-462.
  7. Shi, W., Ding, Y. J. A Monochromatic and High-Power Terahertz Source Tunable in the Ranges of 2.7-38.4 and 58.2-3540 μm for Variety of Potential Applications //Appl. Phys. Lett. 2004. Vol. 84. No. 10. P. 1635-1637.
  8. Tanabe, T., Suto, K., Nishizawa, J., and Sasaki, T. Characteristics of Terahertz-Wave Generation From GaSe Crystals //J. Phys. D: Appl. Phys. 2004. Vol. 37. No. 2. P. 155-158.
  9. Hovhannisyan, G.D. Summary and Difference Frequency Radiation Generation in the Field of Few-Cycle Laser Pulse Propagating in GaSe //Optical Memory and Neural Networks (Information Optics). 2013. Vol. 22. No. 3. P. 135-147.
  10. Ахумян А. А., Лазиев Э. М., Никогосян А. С., Оганесян Д. Л., Оганесян Г. Д. Генерация разностной частоты в кристалле Gaas с периодической доменной структурой при оптическом выпрямлении фемтосекундного лазерного импульса //Изв. НАН Армении. Физика. 2010. Т. 45. № 1. С. 28-38.
  11. Ахумян А. А., Оганесян Г. Д. Нелинейно-оптический фазовый коррелятор для определения фазы субпикосекундного лазерного импульса в среднем ИК диапазоне длин волн // Изв. НАН Армении. Физика. 2015. Т. 50. № 4. С. 476-491.
  12. Nikogosyan, D.N. Nonlinear Optical Crystals: a Complete Survey, Springer, 2005.
  13. Дмитриев В. Г., Тарасов Л. В. Прикладная нелинейная оптика. M. Наука, 2004.
  14. Hovhannisyan, D. L., Hakhoumian, A. A., Martirosyan, R. M., Nikoghosyan, A. S., and Laziev, E. M., Hovhannisyan G. D. Theoretical Investigation and Computational Modeling of the Difference Frequency Generation by Interaction of Few Cycle Laser Pulses in a Gaas Crystal //Journal Modern Optics. 2010. Vol. 57. No. 14. P. 1228-1242.

Направляющие системы терагерцевого диапазона / Waveguides for Terahertz Range

Айвазян М. Ц. / Ayvazyan, M.Ts.
Национальный политехнический университет Армении / RUS Национальный политехнический университет Армении
Казанцев Ю. Н. / Kazantsev, Yu.N.
Фрязинский филиал Института радиотехники и электроники им. В. А. Котельникова РАН / RUS Фрязинский филиал Института радиотехники и электроники им. В. А. Котельникова РАН
Мартиросян Р. М. / Martirosyan, R.M.
Институт радиофизики и электроники НАН РА / Institute Radiophysics NAS RA
Выпуск в базе РИНЦ
DOI: 10.25210/jfop-1601-028035

Айвазян М. Ц., Казанцев Ю. Н., Мартиросян Р. М. Направляющие системы терагерцевого диапазона // Физические основы приборостроения. 2016. Т. 5. № 1(18). С. 28–35.
Ayvazyan, M.Ts., Kazantsev, Yu.N., Martirosyan, R.M. Waveguides for Terahertz Range // Physical Bases of Instrumentation. 2016. Vol. 5. No. 1(18). P. 28–35.


Аннотация: Предлагается в терагерцевом диапазоне в качестве направляющей системы использовать волноводы класса «полый диэлектрический канал». Эти волноводы относятся к классу широких волноводов. Отличительной особенностью этого класса волноводов является их сверхразмерность, т.е. поперечные размеры волноводов намного больше длин волн распространяющихся в них электромагнитных колебаний. Такие волноводы позволяют передавать излучение значительной мощности.

Abstract: It is proposed that, in the terahertz wavelength range, waveguides of the class “hollow dielectric channel” be used as a guiding system. This waveguide belongs to the class of wide waveguides. A distinctive feature of this type of waveguides is their super-dimensionality, that is, the transverse dimensions of the waveguide are much longer than those of the waves propagating through them. The proposed waveguides can transmit considerable power.

Ключевые слова: волноводы класса «полый диэлектрический канал», потери, самофильтрация, рабочая мода, высшие типы волн, возбудитель рабочей моды, terahertz range, a waveguides of a class «hollow dielectric channel», losses, self-filtration, working mode, higher types of waves, волноводы класса «полый диэлектрический канал»


Литература / References
  1. Ayvazyan, M.Ts., Kazantsev, Yu.N., Martirossian, R.M. et al. Complete Set of Waveguide Elements for 120-180 GHz Band // 16th International Conference on Infrared and Millimeter Waves. Lausanne, 1991. P. 642-643.
  2. Казанцев Ю. Н. Электромагнитные волны в диэлектрических каналах прямоугольного сечения // Радиотехника и электроника. 1970. Т. 15. № 6. С. 1140-1145.
  3. Мериакри В. В., Матвеев Р. Ф., Ваганов Р. Б. Многоволновые волноводы со случайными нерегулярностями. М.: Сов. радио, 1972. 162 с.
  4. Казанцев Ю. Н., Харлашкин О. А. Прямоугольные волноводы класса “полый диэлектрический канал” // Радиотехника и электроника. 1978. Т. 23. № 10. С. 2060-2068.
  5. Валитов Р. А., Дюбко С. Ф., Соколов А. В. и др. Техника субмиллиметровых волн / Под ред. проф. Р.А. Валитова. М.: Сов. радио, 1969. 477 с.

Мэмс планарный фазовращатель Kа-диапазона на подложке с высокой диэлектрической проницаемостью / Ka-Band MEMS Planar Phase Shifthers Using High Dielectric Constant Substrate

Абдель Азиз А. / Abdel, Aziz A.
Университет Ватерлоо / University of Waterloo
Абделлатиф А.С. / Abdellatif, A. S.
Университет Ватерлоо / University of Waterloo
Гигоян С. / Gigoyan, S.
Ереванский государственный университет / Institute of Radiophysics and Electronics NAS RA
Итуах С. / Ituah, S.
Университет Ватерлоо / University of Waterloo
Мартиросян Р.М. / Martirossyan, R. M.
Ереванский государственный университет / Institute of Radiophysics and Electronics NAS RA
Мансур Р. / Mansour, R.
Университет Ватерлоо / University of Waterloo
Сафави-Наеини С. / Safavi-Naeini, S.
Университет Ватерлоо / University of Waterloo
Выпуск в базе РИНЦ
DOI: 10.25210/jfop-1601-036041

Абдель Азиз А., Абделлатиф А.С., Гигоян С., Итуах С., Мартиросян Р.М., Мансур Р., Сафави-Наеини С. Мэмс планарный фазовращатель Kа-диапазона на подложке с высокой диэлектрической проницаемостью // Физические основы приборостроения. 2016. Т. 5. № 1(18). С. 36–41.
Abdel, Aziz A., Abdellatif, A. S., Gigoyan, S., Ituah, S., Martirossyan, R. M., Mansour, R., Safavi-Naeini, S. Ka-Band MEMS Planar Phase Shifthers Using High Dielectric Constant Substrate // Physical Bases of Instrumentation. 2016. Vol. 5. No. 1(18). P. 36–41.


Аннотация: Разработана новая техника реализации планарных миниатюрных фазовращателей с управляемыми линиями задержки, выполненных по технологии микроэлектромеханических систем (МЭМС). Предложенный компактный фазовращатель с малыми потерями основан на копланарном волноводе (КПВ) Ka диапазона частот, выполненном на подложке с высокой диэлектрической проницаемостью ( εr =100), где сигнальный электрод подвешен над подложкой. Благодаря высокой диэлектрической проницаемости воздушный зазор величиной 1.2 нм между сигнальной линией и подложкой подвешенного КПВ приводит к значительному погонному фазовому сдвигу с малыми вариациями вводимых потерь. Так на длине подвешенного КПВ 0.8 мм в окрестности 35 ГГц достигается фазовый сдвиг 61° с пульсацией уровня вносимых потерь не более 0.5 дБ. Продемонстрировано каскадное соединение четырех ступеней фазовращателей с измеренным значением общего фазового сдвига 250°.

Abstract: A novel technique for implementing planar time delay miniature MEMS phase shifters has been developed and tested. The proposed compact and low-loss phase shifter is based on a CPW line with a suspended signal line fabricated on a high dielectric constant substrate ( εr =100) and operating in the Ka-band frequency range. An air gap of 1.2 µm between the suspended CPW signal line and its substrate yields a relatively large phase shift with limited variations in the insertion loss in a small area due to the high dielectric constant. For a suspended length of 0.8 mm, a phase shift of 61° is realized with a 0.5 dB loss variation in the vicinity of 35 GHz. A cascade of four stages with a measured phase shift of 250° is demonstrated.

Ключевые слова: плоский фазовращатель, BLT керамика, миллиметровые волны, Coplanar waveguide (CPW), planar phase shifter, BLT ceramic, плоский фазовращатель


Литература / References
  1. Franc, A. -L., Karabey, O. H., Rehder, G., Pistono, E., Jakoby, R., and Ferrari, P. Compact and Broadband Millimeter-Wave Electrically Tunable Phase Shifter Combining Slow-Wave Effect with Liquid Crystal Technology. // IEEE Trans. Microwave Theory & Tech., Vol. 61, no. 11, pp. 3905-3915, November 2013
  2. Abdellatif, A. S., Faraji-Dana, M., Ranjkesh, N., Taeb, A., Fahimnia, M., Gigoyan, S., and Safavi-Naeini, S. Low Loss, Wideband, and Compact CPW-Based Phase Shifter for Millimeter-Wave Applications. // IEEE Trans. Microwave Theory & Tech. Vol. 62. No. 12. P. 3403-3413, December 2014
  3. Vélu, G., Blary, K., Burgnies, L., Carru, J. C., Delos, E., Marteau, A., and Lippens, D. A 310/3.6-dB K-Band Phase Shifter Using Paraelectric BST Thin Films. // IEEE Microwave and Wireless Components Letters. 2006. Vol. 16. No. 2. P. 87-89.
  4. Kim, S.Y., Kang, D. -W., Koh, K. -J., and Rebeiz, G. M. An Improved Wideband All-Pass I/Q Network for Millimeter-Wave Phase Shifters. // IEEE Trans. Microwave Theory & Tech., Vol. 60, no. 11, pp. 3431-3439, November 2012.
  5. Perruisseau-Carrier, J., Topalli, K., and Akin, T. Low-Loss Ku-Band Artificial Transmission Line with MEMS Tuning Capability. // IEEE Microwave Wireless Components Lett. June 2009. Vol. 19. No. 6. P. 377-379.
  6. Bakri-Kassem, M., Masnour, R., and Safavi-Naeini, S. Novel Millimeter-Wave Phase Shifter Using MEMS Technology. // Proc. European Microwave Conf. October 2011. P. 1079-1082.
  7. Weller, B., Weller, T.M. Optimization and Implementa-tion of Impedance-Matched True-Time-Delay Phase Shifters on Quartz Substrate. // IEEE Trans. Microwave Theory & Tech. February 2007. Vol. 55. No. 2. P. 335-342.
  8. Palego, C., Ning, Y., Gholizadeh, V., Luo, X., Hwang, J. C. M., and Goldsmith, C.L. Compact, Wideband, Low-Dispersion, Metamaterial-Based MEMS Technology. // Proc. European Microwave Conf. October 2011. P. 1079-1082.
  9. Weller, B., Weller, T.M. Optimization and Implementa-Tion of Impedance-Matched True-Time-Delay Phase Shifters on Quartz Substrate. // IEEE Trans. Microwave Theory & Tech. February 2007. Vol. 55. No. 2. P. 335-342.
  10. Palego, C., Ning, Y., Gholizadeh, V., Luo, X., Hwang, J.C.M., Goldsmith, C.L. Compact, Wideband, Low-Dispersion, Metamaterial-Based MEMS Phase Shifters. // IEEE MTT-S International Microwave Symposium (IMS). 1-6 June 2014. Tampa. FL. P. 1-4.

Маркеры оптической частоты на основе наноячеек с парами щелочных металлов / Optical Frequency References Based on Alkali Metal Vapor Nanocells

Папоян А. В. / Papoyan, A. V.
Институт физических исследований НАН РА / RUS Институт физических исследований НАН РА
Саркисян Д. Г. / Sarkisyan, D. H.
Институт физических исследований НАН РА / RUS Институт физических исследований НАН РА
Выпуск в базе РИНЦ
DOI: 10.25210/jfop-1601-042049

Папоян А. В., Саркисян Д. Г. Маркеры оптической частоты на основе наноячеек с парами щелочных металлов // Физические основы приборостроения. 2016. Т. 5. № 1(18). С. 42–49.
Papoyan, A. V., Sarkisyan, D. H. Optical Frequency References Based on Alkali Metal Vapor Nanocells // Physical Bases of Instrumentation. 2016. Vol. 5. No. 1(18). P. 42–49.


Аннотация: Продемонстрирована работа маркера частот атомных оптических переходов, основанного на спектре пропускания ячейки нанометровой толщины с парами щелочных металлов. Проведено сравнение предложенного метода с широко используемой техникой насыщенного поглощения. Экспериментально продемонстрирован ряд преимуществ метода формирования узких резонансов в наноячейке, в частности: отсутствие перекрестных резонансов, соответствие зарегистрированных амплитуд атомных прерходов силам осциллятора, однопроходный режим работы с использованием маломощного лазера. Показана возможность перестройки частоты маркера при помещении наноячейки во внешнее магнитное поле.

Abstract: Operation of a frequency reference for atomic optical transitions based on transmission spectrum of an alkali metal vapor cell of nanometric thickness is demonstrated. The proposed method is compared with conventionally used saturated absorption technique. Advantages of formation of narrow resonances in nanocells are experimentally demonstrated, in particular: absence of crossover resonances; correspondence of recorded amplitudes of atomic transitions to their oscillator strengths; single-passage operation regime with the use of a low-power laser. A possibility to tune the frequency reference by placing the nanocell in external magnetic field is shown.

Ключевые слова: частотный репер, атомарные пары, атомные переходы, допплеровская ширина, лазерная спектроскопия, магнитное поле, optical resonance, frequency reference, atomic vapor, atomic transitions, Doppler width, laser spectroscopy, частотный репер


Литература / References
  1. Todorov, P., Slavov, D., Vaseva, K., Taslakov, M., Cartaleva, S., and Saltiel, S. High-Resolution Spectroscopy of a Cesium-Vapor Layer with Micrometric Thickness for the Development of Frequency Reference // Physica Scripta. 2012. Vol. 149. P. 014014.
  2. Fleischhauer, M., Imamoglu, A., and Marangos, J.P. Electromagnetically Induced Transparency: Optics in Coherent Media // Rev. Mod. Phys. 2005. Vol. 77. P. 633.
  3. Sarkisyan, D., Bloch, D., Papoyan, A., and Ducloy, M. Sub-Doppler Spectroscopy by Sub-Micron Thin Cs Vapour Layer // Opt. Commun. 2001. Vol. 200. P. 201.
  4. Dutier, G., Yarovitski, A., Saltiel, S., Papoyan, A., Sarkisyan, D., Bloch, D., and Ducloy, M. Collapse and Revival of a Dicke-Type Coherent Narrowing in a Sub-Micron Thick Vapor Cell Transmission Spectroscopy // Europhys. Lett. 2003. Vol. 63. P. 35.
  5. Sarkisyan, D., Varzhapetyan, T., Sarkisyan, A., Malakyan, Yu., Papoyan, A., Lezama, A., Bloch, D., and Ducloy, M. Spectroscopy in an Extremely Thin Vapor Cell: Comparing the Cell-Length Dependence in Fluorescence and in Absorption Techniques // Phys. Rev. A. 2004. Vol. 69. P. 065802.
  6. Sargsyan, A., Sarkisyan, D., Papoyan, A., Pashayan-Leroy, Y., Moroshkin, P., Weis, A., Khanbekyan, A., Mariotti, E., and Moi, L. Saturated Absorption Spectroscopy: Elimination of Crossover Resonances with the Use of a Nanocell // Laser Phys. 2008. Vol. 18. P. 749.
  7. Sargsyan, A., Hakhumyan, G., Papoyan, A., Sarkisyan, D., Atvars, A., and Auzinsh, M. A Novel Approach to Quantitative Spectroscopy of Atoms in a Magnetic Field and Applications Based on an Atomic Vapor Cell with L= λ // Appl. Phys. Lett. 2008. Vol. 93. P. 021119.
  8. Cartaleva, S., Saltier, S., Sargsyan, A., Sarkisyan, D., Slavov, D., Todorov, P., and Vaseva, K. Sub-Doppler Spectroscopy of Cesium Vapor Layers with Nanometric and Micrometric Thickness // J. Opt. Soc. Am. B. 2009. Vol. 26. P. 1999.
  9. Keaveney, J., Sargsyan, A., Krohn, U., Sarkisyan, D., Hughes, I.G., and Adams, C.S. Cooperative Lamb Shift in an Atomic Vapor Layer of Nanometer Thickness // Phys. Rev. Lett. 2012. Vol. 108. P. 173601.
  10. Happer, W. Optical Pumping // Rev. Modern Phys. 1972. Vol. 44. P. 169.
  11. Александров Е. Б., Хвостенко Г. И., Чайка М. П. Интерференция атомных состояний / М.: Наука, 1991. 254 c.
  12. Sargsyan, A., Hakhumyan, G., Leroy, C., Pashayan-Leroy, Y., Papoyan, A., and Sarkisyan, D. Hyperfine Paschen-Back Regime Realized in Rb Nanocell // Opt. Lett. 2012. Vol. 37. P. 1379.
  13. Саргсян А., Ахумян Г., Мирзоян Р., Саркисян Д. Исследование атомных переходов цезия в сильных магнитных полях с помощью ячейки с толщиной в полoвину длины волны света // Письма в ЖЭТФ. 2013. Т. 98, C. 499.
  14. Sargsyan, A., Tonoyan, A., Mirzoyan, R., Sarkisyan, D., Wojciechowski, A., and Gawlik, W. Revision of Saturated-Absorption Spectroscopy: Implementation for Atomic Transitions Study in Strong Magnetic Fields (> 20 mT) // Opt. Lett. 2014. Vol. 39. P. 2270.
  15. Whittaker, K.A., Keaveney, J., Hughes, I.G., Sargysyan, A., Sarkisyan, D, Gmeiner, B., Sandoghdar, V., and Adams, C.S. Interrogation and Fabrication of nm Scale Hot Alkali Vapour Cells // Journal of Physics: Conference Series. 2015. Vol. 635. P. 122006.

Аналитическое описание различных кольцевых поверхностно-плазмонных микрорезонаторов / Analytic Description of Various Ring Type Surface Plasmon Microresonators

Ароян О. С. / Haroyan, H. S.
Ереванский государственный университет / Yerevan State University
Неркарарян Х. В. / Nerkararyan, Kh.V.
Ереванский государственный университет / Yerevan State University
Выпуск в базе РИНЦ
DOI: 10.25210/jfop-1601-050063

Ароян О. С., Неркарарян Х. В. Аналитическое описание различных кольцевых поверхностно-плазмонных микрорезонаторов // Физические основы приборостроения. 2016. Т. 5. № 1(18). С. 50–63.
Haroyan, H. S., Nerkararyan, Kh.V. Analytic Description of Various Ring Type Surface Plasmon Microresonators // Physical Bases of Instrumentation. 2016. Vol. 5. No. 1(18). P. 50–63.


Аннотация: Рассматривается формирование поверхностных плазмон-поляритоных (ППП) мод в различных структурах кольцевого типа: цилиндрических, выпуклых цилиндрических, кольцевых V-образных (клиновидных), а также тороидальных микрорезонаторах. Развитая теоретическая модель позволяет аналитически определить выражения для распределения полей, резонансные частоты, а также излучательные и диссипативные части добротности структур в широком диапазоне длин волн. Полученные результаты могут служить практической рекомендацией для создания ППП микрорезонаторов с требуемыми параметрами и субволновой локализацией волновых полей в поперечном сечении.

Abstract: We consider the formation of the surface plasmon polariton (SPP) mode in different ring type structures, such as cylinder, convex cylinder, ringtype and V-groove microresonators. Developed theoretical model allows analytically calculate the closed-form expressions for the mode field distributions, resonant frequency, as well as the radiation and dissipative parts of quality factor Q of the structures in a broad wavelength range. The developed theoretical model can serve as a practical guide to design of various types of SPP microcavities with sub-wavelength nanoscale confinement.

Ключевые слова: цилиндрический микрорезонатор, коэффициент Парселла, нанофокусировка, Surface plasmon polariton, ring tipe cavity, Purcell factor, Q-factor, subwavelength localization, цилиндрический микрорезонатор


Литература / References
  1. Djordjev, K. Choi, S. J. And Dapkus, P. D. Microdisk Tunable Resonant Filters and Switches // IEEE Photon. Technol. Lett. 2002. Vol. 14. P. 828-830.
  2. Chu, S. T., Little, B. E., Pan, W., Kaneko, T., Sato, S. And Kokubun, Y. An Eight-Channel Add-Drop Filter Using Vertically Coupled Microring Resonators Over a Cross Grid // IEEE Photon. Technol. Lett. 1999, Vol. 11. P. 691-693.
  3. Almeida, V.R., Barrios, C.A., Panepucci, R. R., and Lipson, M. All-Optical Control of Light on a Silicon Chip // Nature 2004. Vol. 431. P. 1081-1084.
  4. Del’Haye, P., Schliesser, A., Arcizet, O., Wilken, T., Holzwarth, R., and Kippenberg, T. J. Optical Frequency Comb Generation From a Monolithic Microresonator // Nature 2007. Vol. 450. P. 1214-1217.
  5. Armani, A. M., Kulkarni, R. P., Fraser, S. E., Flagan, R. C., and Vahala, K. J. Label-Free, Single-Molecule Detection with Optical Microcavities // Science 2007. Vol. 317. P. 783-787.
  6. Sandoghdar, V., Treussart, F., Hare, J., Lefevre-Seguin, V., Raimond, J.-M., and Haroche, S. Very Low Threshold Whispering-Gallery-Mode Microsphere Laser. // Phys. Rev. A 1996. Vol. 54. P. R1777.
  7. Von Klitzing, W., Jahier, E., Long, R., Lissillour, F., Lefevre-Seguin, V., Hare, J., Raimond, J. — M., and Haroche, S. Very Low Threshold Green Lasing in Microspheres by up-Conversion of IR Photons // J. Opt. B 2000. Vol. 2. P. 204-206.
  8. Cai, M. Painter, O., and Vahala, K. J. Highly Efficient Hybrid Fiber Taper Coupled Microsphere Laser// Opt. Lett. 2000. Vol. 25. P. 1430-1432.
  9. Michler, P., Kiraz, A., Becher, C., Schoenfeld, W. V., Petroff, P. M., Zhang, L., Hu, E., and Imamoglu, A. A Quantum Dot Single Photon Turnstile Device. // Science 2000. Vol. 290. P. 2282-2285.
  10. McKeever, J., Boca, A., Boozer, A. D., Miller, R., Buck, J. R., Kuzmich, A., and Kimble, H. J. Deterministic Generation of Single Photons From One Atom Trapped in a Cavity // Science 2004. Vol. 303. P. 1992-1994.
  11. Hijlkema, M., Weber, B., Holger, Specht, P., Webster, C., Kuhn, A., and Rempe, G. A Single-Photon Server with Just One Atom // Nat. Phys. 2007. Vol. 3. P. 253-255.
  12. Boozer, A. D., Boca, A., Miller, R., Northup, T. E., and Kimble, H. J. Reversible State Transfer Between Light and a Single Trapped Atom // Phys. Rev. Lett. 2007. Vol. 98. P. 193601.
  13. Wilk, T., Webster, S. C., Kuhn, A., and Rempe, G. Single-Atom Single-Photon Quantum Interface // Science 2007. Vol. 317. P. 488-490.
  14. Kippenberg, T. J., Spillane, S. M., and Vahala, K. J. Demonstration of Ultra-High-Q Small Mode Volume Toroid Microcavities on a Chip // Appl. Phys. Lett. 2004. Vol. 85. P. 6113-6115.
  15. Bozhevolnyi, S. I. Plasmonic Nanoguides and Circuits. Singapore: Pan Stanford Publishing, 2008.
  16. Gramotnev, D. K., Bozhevolnyi, S. I. Plasmonics Beyond the Diffraction Limit // Nat. Photon. 2010. Vol. 4. P. 83-91.
  17. Economou, E. N. Surface Plasmons in Thin Films // Phys. Rev. 1969. Vol. 182 P. 539-554.
  18. Bozhevolnyi, S. I. Effective-Index Modeling of Channel Plasmon Polaritons // Opt. Express. 2006. Vol. 14. P. 9467-9476.
  19. Ambati, M., Nam, S.H., Ulin-Avila, E., Genov, D.A., Bartal, G., and Zhang, X. Observation of Stimulated Emission of Surface Plasmon Polaritons // Nano Lett. 2008. Vol. 8. P. 3998-4001.
  20. Hill, M.T. Oei, Y.S., Smalbrugge, B., Zhu, Y., De Vries, T., VanVeldhoven, P.J., Van Otten, F.W., Eijkemans, T.J. Turkiewicz, J.P., DeWaardt, H., Geluk, E.J., Kwon, S.H., Lee, Y.H., Notzel, R., and Smit, M.K. Lasing in Metallic-Coated Nanocavities // Nat. Photon. 2007. Vol. 1. P. 589-594.
  21. Bergman, D.J., Stockman, M.I. Surface Plasmon Amplification by Stimulated Emission of Radiation: Quantum Generation of Coherent Surface Plasmons in Nanosystems // Phys. Rev. Lett. 2003. Vol. 90. P. 027402.
  22. Li, K. Li, X., Stockman, M. I., and Bergman, D. J. Surface Plasmon Amplification by Stimulated Emission in Nanolenses // Phys Phys. Rev. B. 2005 Vol. 71. P. 115409-1-5.
  23. Zimmler, M.A., Bao, J., Capasso, F., Muller, S., and Ronning, C. Laser Action in Nanowires: Observation of the Transition From Amplified Spontaneous Emission to Laser Oscillation // Appl. Phys. Lett. 2008. Vol. 93. P. 051101.
  24. Oulton, R.F., Sorger, V.J., Zentgraf, T. Ma, Gladden, R.M., C. Dai, L., Bartal, G., and Zhang, X. Plasmon Lasers at Deep Subwavelength Scale // Nature 2009. Vol. 461. P. 629-632.
  25. Johnson J. C., Choi H.-J., Knutsen K. P., Schaller R. D., Yang P., and Saykally R. J. Single Gallium Nitride Nanowire Lasers. // Nat. Mater. 2002. Vol. 1. P. 106-110.
  26. Landau, L.D., Lifschitz, E.M. Quantum Mechanics: Nonrealistic Theory. Oxford: Butterworth Heinmann, 1997.
  27. Zhan, Q. Cylindrical Vector Beams: From Mathematical Concepts to Applications // Adv. Opt. Photon. 2009. Vol. 1. P. 1-57.
  28. Ma, R., Oulton, R.F., Sorger, V. J., and Zhang, X. Plasmon Lasers: Coherent Light Source at Molecular Scale // Laser Photonics Rev. 2013. Vol. 7. P. 1-23.
  29. Johnson, P. B., Christy, R. W. Optical Constants of the Noble Metals // Phys. Rev. B. 1972. Vol. 6. P. 4370-4379.
  30. Purcell, E. M Spontaneous Emission Probabilities at Radio Frequencies // Phys. Rev. 1946. Vol. 69. P. 681.

Радиоастрономическая система для оценки симптомов сейсмической опасности / Radio Astronomy System for Estimating Seismic Hazards

Гулян А. Г. / Gulyan, A. G.
Институт радиофизики и электроники НАН РА / RUS Институт радиофизики и электроники НАН РА
Мартиросян Р. М. / Martirosyan, R. M.
Институт радиофизики и электроники НАН РА / RUS Институт радиофизики и электроники НАН РА
Пирумян Г. А. / Pirumyan, H. A.
Институт радиофизики и электроники НАН РА / RUS Институт радиофизики и электроники НАН РА
Выпуск в базе РИНЦ
DOI: 10.25210/jfop-1601-064069

Гулян А. Г., Мартиросян Р. М., Пирумян Г. А. Радиоастрономическая система для оценки симптомов сейсмической опасности // Физические основы приборостроения. 2016. Т. 5. № 1(18). С. 64–69.
Gulyan, A. G., Martirosyan, R. M., Pirumyan, H. A. Radio Astronomy System for Estimating Seismic Hazards // Physical Bases of Instrumentation. 2016. Vol. 5. No. 1(18). P. 64–69.


Аннотация: Рассмотрены структура и технические характеристики системы вертикального зондирования ионосферы на длине волны λ =4.2 м и возможности улучшения чувствительности интерференционного радиотелескопа методом цифровой обработки данных наблюдений, с целью исследования оценки симптомов сейсмической опасности и характера изменения плотности потока радиоисточника Кассиопея-А. Анализ результатов наблюдений подтвердил корреляцию между сейсмическими явлениями и поглощением ионосферой радиоизлучения природных космических источников в период предшествующий землетрясению магнитудой М ≤4, а так же слабо выраженную периодичность в изменении плотности потока радиоисточника Кассиопея-А.

Abstract: Vertical ionosphere sounding seismic hazard assessment. The structure and system specifications of vertical sounding of the ionosphere at a wavelength of λ =4.2 m, and opportunities to improve the sensitivity of the interference of the radio telescope with digital data observations to study the seismic hazard assessment symptoms are considered. The analysis of the observation results have confirmed the correlation between the seismic phenomena and the absorption of radio waves by the ionosphere natural cosmic sources while expecting earthquakes at a magnitude of M ≤4 and weakly expressed the periodicity in change of flux density of radio sources Cassiopeia-A.

Ключевые слова: радиотелескоп, интерференционная гармоника, цифровой анализ, ionosphere, radio telescope, the interference harmonica, радиотелескоп


Литература / References
  1. Barsukov, O. Analisis Method for Seismoelectro-magnetic Processes // М.: Nauka, 1991. 56p.
  2. Kamke, E. Referense Book for Ordinary Differential Equations// M.: Nauka, 1965. 454p.
  3. Martirosyan, R.M., Goulyan, A.G., et al. Remote Sensing System of Ionosphere for Assessmentof Seismic Risks //Izv.NANRA. Ser. TH.2006. LIX. No. 3. P. 609.
  4. Мартиросян Р. М., Гулян А. Г., Санамян В. А., Манаселян Х. А. Изменение плотности потока радиоисточника Кассиопея-А // Астрофизика. 2002. № 45. С. 443.
  5. Шкловский И. С. // Астрон. ж. 1960. № 37. С. 256.