Заключение совета (Сверхпроводящие квантовые решетки как широкополосные активные устройства)

ЗАКЛЮЧЕНИЕ ДИССЕРТАЦИОННОГО СОВЕТА Д 501.001.66 НА БАЗЕФГБОУ ВО «МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ИМЕНИМ.В. ЛОМОНОСОВА» ПО ДИССЕРТАЦИИ НА СОИСКАНИЕ УЧЕНОЙСТЕПЕНИ КАНДИДАТА НАУКаттестационное дело № ______________________решение диссертационного совета от 7 апреля 2016 г., № 4О присуждении Колотинскому Николаю Васильевичу, гражданину РФ,ученой степени кандидата физико-математических наук.Диссертация «Сверхпроводящие квантовые решетки как широкополосныеактивные устройства» по специальности 01.04.04 – физическая электроникапринята к защите 10 декабря 2015 г., протокол № 3П, диссертационным советомД 501.001.66 на базе Московского государственного университета имениМ.В.Ломоносова (119991, Москва, Ленинские горы, д.1), созданным 19.10.2007,приказ № 2048-1287.Соискатель Колотинский Николай Васильевич, 1989 года рождения, в 2012году окончил физический факультет Московского государственного университетаимени М.В.Ломоносова, в 2016 году окончил аспирантуру физическогофакультета Московского государственного университета имени М.В.Ломоносова,работает научным сотрудником на кафедре атомной физики, физики плазмы имикроэлектроники физического факультета федерального государственногобюджетного образовательного учреждения высшего образования "Московскийгосударственный университет имени М.В.Ломоносова".Диссертация выполнена на кафедре атомной физики, физики плазмы имикроэлектроники физического факультета федерального государственногобюджетного образовательного учреждения высшего образования "Московскийгосударственный университет имени М.В.Ломоносова".Научный руководитель – доктор физико-математических наук КорневВиктор Константинович, профессор кафедры атомной физики, физики плазмы имикроэлектроники физического факультета федерального государственного2бюджетного образовательного учреждения высшего образования "Московскийгосударственный университет имени М.В.Ломоносова".Официальные оппоненты:Тарасов Михаил Александрович, доктор физико-математических наук,главный научный сотрудник федерального государственного бюджетногоучреждения науки «Институт радиотехники и электроники имени В.А.Котельникова РАН»Семенов Александр Владимирович, кандидат физико-математических наук,доцент, доцент Института физики, технологии и информационных системфедеральноговысшегогосударственного бюджетногообразования«Московскийобразовательногопедагогическийучреждениягосударственныйуниверситет»дали положительные отзывы на диссертацию.Ведущая организация Федеральное государственное бюджетное учреждениенауки «Физико-технологический институт Российской академии наук» (Москва) всвоем положительном заключении, подписанном страшим научным сотрудником,к.ф-м.н.

Можаевым П.Б. и утвержденном директором, д.ф.-м.н., чл.-корр. РАНЛукичевым В.Ф., указала, что диссертация Н.В. Колотинского выполнена навысоком теоретическом уровне и является самостоятельным, законченным ицельнымнаучнымисследованиемпоактуальнойтематикесозданияширокополосных активных устройств на основе сверхпроводящих квантовыхрешеток; полученные результаты обладают практической ценностью и могутбытьиспользованыприразработкесверхпроводниковойэлектроникииинформационных технологий и служить основой для последующих опытноконструкторских разработок в области приема, обработки и защиты информации;по объему и новизне полученных результатов, их достоверности и практическойзначимости, качеству проведенных исследований диссертационная работа«Сверхпроводящиеквантовыерешеткикакширокополосныеактивныеустройства» отвечает всем критериям «Положения о порядке присужденияученых степеней», а ее автор, Колотинский Николай Васильевич, заслуживает3присуждения ученой степени кандидата физико-математических наук поспециальности 01.04.04 – физическая электроника.Соискатель имеет 17 опубликованных работ, в том числе по темедиссертации 14 работ, опубликованных в рецензируемых научных изданиях 6.Данные работы посвящены изучению сверхпроводящих квантовых решеток, ихсоставных частей, а также вопросам их применения.

Из них наиболеезначительными являются:[1] Kornev V. K., Sharafiev A. V., Soloviev I. I., Kolotinskiy N. V., Scripka V. A.,Mukhanov O. A. Superconducting Quantum Arrays // IEEE Transactions on AppliedSuperconductivity.—2014.—Vol.24,no.4.—p.1800606.doi:10.1109/TASC.2014.2318291.[2] Kornev V., Kolotinskiy N., Scripka V., Sharafiev A., Mukhanov O. Output powerand loading of Superconducting Quantum Array // IEEE Transactions on AppliedSuperconductivity.—2015.—Vol.25,no.3.—p.1602005.doi:10.1109/TASC.2014.2373036.[3] Sharafiev A., Kornev V., Kolotinskiy N., Mukhanov O. Microwave Dynamics ofSuperconducting Quantum Cell // IEEE Transactions on Applied Superconductivity.

—2015. — Vol. 25. — p. 1602306. doi:10.1109/TASC.2015.2390141.В приведенных работах вклад соискателя был равным на этапе постановки задачии подготовке статьи, определяющим в приведенных результатах численногоанализа.На диссертацию и автореферат поступили отзывы:Кашурников В.А., профессор, д.ф.-м.н., НИЯУ МИФИ, положительныйотзывсзамечаниями(изтекстаавторефератанеясно,проведенылиэкспериментальные или численные исследования величины размерного эффектаот размеров ячейки; кроме того, не указаны и не обоснованы диапазоны длинволн, в которых анализировались размерные эффекты и в которых возможнаработа антенны).Константинян К.И., с.н.с, к.ф-м.н., ИРЭ РАН, положительный отзыв беззамечаний.4В отзывах указано, что диссертационная работа является актуальной,достоверной и вносит существенный вклад в развитие физических основпостроения сверхпроводящих квантовых решеток и активных устройств на ихоснове.Выбор официальных оппонентов и ведущей организации обосновываетсятем, что оппоненты являются специалистами в области физической электроникисверхпроводников, имеют публикации по указанной тематике, а ведущаяорганизация широко известна своими достижениями в области перспективныхустройств микро- и наноэлектроники, в том числе на основе эффектов,присутствующих в сверхпроводниках.Диссертационныйсоветотмечает,чтонаоснованиивыполненныхсоискателем исследований впервые:1.

С использованием аналитического и численного анализа показано, чтоиспользование дифференциальных квантовых ячеек в основе сверхпроводящихквантовых решеток позволяет достичь линейности зависимости выходногонапряжения от магнитного потока в ненагруженном состоянии до 100 дБ.2. Показано, что влияние достаточно высокоомной нагрузки на линейностьзависимости выходного напряжения от магнитного потока сверхпроводящейквантовой решетки как активного двухполюсного элемента может быть взначительной степени скомпенсировано за счет коррекции тока смещения.

Длядостижения линейности на уровне 90 дБ импеданс нагрузки должен на порядокпревышать импеданс решетки.3. Разработана стратегия оптимального сопряжения активной электрическималой антенны с последующими элементами приемной системы, такими каксверхпроводниковый аналого-цифровой преобразователь, импеданс которогосоставляет несколько Ом. Необходимые меры включают в себя уменьшениеимпеданса антенны за счет структуры электрического соединения квантовыхячеек в решетке, а также использование сверхпроводящего трансформатораимпеданса в интерфейсе сопряжения антенны.4.

Определено влияние размерных эффектов в активной электрически малойантенне на линейность зависимости выходного сигнала от магнитного потока.5Показано, что наибольшее влияние (на порядок) оказывает эффект нарушениясимметрии распределения магнитного потока сигнала в квантовой ячейке,который возникает при распространении принимаемой волны вдоль цепочкиджозефсоновских переходов ячейки.5. Экспериментально реализован прототип активной электрически малойсверхпроводящей антенны площадью 4,3 мм x 4,3 мм на основе сверхпроводящихквантовых решеток, содержащей 588 дифференциальных квантовых ячеек соптимизированной топологией.

Достигнуты значения крутизны линейногопреобразования магнитного сигнала в напряжение 8000 мкВ/мкТ с размахом(удвоенная амплитуда) отклика напряжения до 100 мВ, что позволило сделатьпрогнозную оценку чувствительности антенны на уровне 3∙10-14 Тл/Гц1/2.Теоретическая значимость исследования обоснована тем, что в полномобъеме изучены свойства сверхпроводящих квантовых ячеек и активныхширокополосных устройств на их основе. Результаты исследования применимыкакдляпониманияфундаментальныхаспектовфизикипроцессоввмногоэлементных джозефсоновских устройствах, так и для использования такихобъектов в практически значимых устройствах приема и обработки слабыхсигналов.Значение полученных соискателем результатов исследования для практикисостоит в том, что они могут быть использованы для дальнейшего развития исоздания новых устройств сверхпроводниковой электроники, в том числе дляразработки широкополосных приемных систем с прямой оцифровкой входногосигнала, а также систем, реализующих новые принципы защиты информациипосредством программно-определяемой связи.