Новости

Mar 03, 2024

Новый тип болометрического детектора для дальнего

17 февраля 2023 г. Эта статья была проверена в соответствии с редакционным процессом и политикой Science X. Редакторы выделили следующие атрибуты, гарантируя при этом достоверность контента:

17 февраля 2023 г.

Эта статья была проверена в соответствии с редакционным процессом и политикой Science X. Редакторы выделили следующие атрибуты, гарантируя при этом достоверность контента:

проверенный фактами

рецензируемое издание

надежный источник

корректура

от SRON Нидерландского института космических исследований

Чтобы изучить, как рождаются звезды и планеты, нам приходится смотреть на звездные колыбели, скрытые в прохладных облаках пыли. Телескопы дальнего инфракрасного диапазона способны проникнуть сквозь эти облака. Традиционно в качестве детекторов используются болометры из нитрида ниобия, несмотря на их низкую рабочую температуру 4 Кельвина (-269°С).

Теперь Юнер Ган (SRON/RUG) вместе с командой ученых из SRON, Делфтского технического университета, Университета Чалмерса и RUG разработал новый тип болометра, изготовленный из диборида магния, с рабочей температурой 20 Кельвинов или выше. Это позволяет существенно снизить стоимость, сложность, вес и объем космических приборов.

Обычные сверхпроводящие болометры на горячих электронах (HEB) из нитрида ниобия (NbN) на сегодняшний день являются наиболее чувствительными гетеродинными детекторами для спектроскопии высокого разрешения на дальних инфракрасных частотах. Гетеродинные детекторы используют гетеродин для преобразования терагерцовой линии в гигагерцовую.

Это позволяет им измерять не только интенсивность очень детально, но и частоту. Гетеродинные детекторы успешно применяются в воздушных шарах и космических телескопах и являются кандидатами на использование в будущих миссиях. Наземные телескопы не могут видеть дальнее инфракрасное излучение, поскольку оно блокируется атмосферой Земли.

Недостатком таких детекторов является их полоса пропускания, охватывающая ограниченную спектральную линию за одно измерение. Еще одно ограничение связано с низкой рабочей температурой. Охлаждение до 4 Кельвина с помощью сосуда с жидким гелием или механической импульсной трубки нежелательно для космической обсерватории с учетом ограничений по массе, объему, электрической мощности и стоимости.

Юнер Ган и ее коллеги разработали HEB-детектор дальнего инфракрасного диапазона на основе нового сверхпроводящего материала — диборида магния (MgB2), который имеет относительно высокую критическую температуру — 39 Кельвинов. Это позволяет им получить более высокую рабочую температуру — 20 Кельвинов и более. Они также продемонстрировали, что новые HEB обладают многообещающей чувствительностью и значительно расширенной полосой частот.

Публикация в журнале «Прикладная физика» была включена в специальный сборник «Женщины в прикладной физике».

Больше информации: Ю. Ган и др., Гетеродинные характеристики и характеристики терагерцовых болометров с горячими электронами MgB2, Журнал прикладной физики (2023). DOI: 10.1063/5.0128791

Информация журнала:Журнал прикладной физики

Предоставлено Нидерландским институтом космических исследований SRON.