基于高能隙氮化铌超导隧道结的太赫兹混频技术研究

项目名称： 基于高能隙氮化铌超导隧道结的太赫兹混频技术研究

项目编号： No.10903031

项目类型： 青年科学基金项目

立项/批准年度： 2010

项目学科： 金属学与金属工艺

项目作者： 李婧

作者单位： 中国科学院紫金山天文台

项目金额： 25万元

中文摘要： 太赫兹频段占微波背景辐射以后宇宙空间近一半的光子能量，其天文观测研究对理解宇宙状态和演化有非常重要的意义。作为太赫兹频段最灵敏的相干探测器，超导隧道结（SIS）混频器在太赫兹天文观测研究中发挥越来越重要的作用。但是，超导SIS混频器的工作频率上限取决于采用超导体的能隙频率，目前仍未突破1.4THz。为实现1THz以上频段的相干探测技术，本申请项目拟选择有重要科学意义的1.5THz频段，开展基于高能隙氮化铌（NbN）隧道结的高灵敏度超导SIS混频技术研究。通过制备高质量的NbN超导隧道结，实现其量子混频特性及傅立叶光谱特性的数值模拟及实验表征，进而深入理解NbN超导隧道结在1THz以上频率的量子混频特性，力争在1.5THz频段实现优于十倍量子极限的探测灵敏度。本申请项目研究将为我国在提议的南极太赫兹天文计划及将来的空间太赫兹天文计划打下重要基础，并有望在国际上实现频率最高的超导SIS混频器。

中文关键词： 太赫兹；氮化铌；超导隧道结；量子混频；相干探测

英文摘要：

英文关键词： THz；NbN；tunnel junction；quantum mixing；coherent detection