Отзыв_вед_орг (1104755)
Текст из файла
«УТВБРЖДАЮ» Врио директора Федера,пьнага государственного бюджетного учр~~гдения:науЩ «Физико-технологический " ",, ' институт''.российской академии наук» -,",.'.;Д41; —;ыф:,;-'Фф РР у «4 3» марта 201б года ОТЗЫВ ведущей организации на диссертационную работу Колотинского Николая Васильевича «Сверхпроводящие квантовые решетки как широкополосные активные устройства», представленную на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук по специальности 01.04.04 — «физическая электроника».
Диссертационная работа Н.В. Колотинского посвящена исследованию достижимых характеристик сверхпроводящих квантовых решеток (СКР) на основе дифференциальных квантовых ячеек, а также изучению широкополосных активных устройств, реализованных на базе СКР, в том числе активных электрически малых антенн. Аналоговые и цифровые устройства сверхпроводниковой электроники, в основе физики которых лежат макроскопические квантовые эффекты в сверхпроводниках, обладают уникальными характеристиками, недоступными для полупроводниковой электроники, что открывает широкие возможности для разработки устройств, способных работать в верхних диапазонах частот сигналов, обеспечивающих высокие скорости обработки информации и предельно высокую чувствительность.
Прогресс в области цифровых устройств на основе быстрой одноквантовой логики открывает, в том числе, новые возможности в развитии технологий приема, обработки и защиты информации на основе широкополосных приемных систем с прямой оцифровкой входного сигнала. В то же время, создание широкополосных низкошумящих сверхпроводниковых активных устройств (усилителей, активных антенн) высокочастотного диапазона (до 10 ГГц) с большим динамическим диапазоном остается нерешенной, но крайне востребованной задачей.
В настоящее время решение этой задачи связывается с использованием специальных многоэлементных джозефсоновских структур— сверхпроводящих квантовых решеток. Поэтому данная работа, посвященная изучению достижимых характеристик СКР на основе дифференциальных квантовых ячеек и широкополосных активных устройств, реализованных на базе СКР, в том числе активных электрически малых антенн, ивляетси крайне актуальной.
В диссертационной были впервые получены следующие основные результаты: 1. Выполнен аналитический и численный анализ дифференциальных квантовых ячеек. Показано, что использование таких ячеек позволяет достичь линейности выходного напряжения в ненагруженном состоянии до 100 дБ. 2. Выполнено исследование влияния нагрузки на линейность выходного напряжения сверхпроводящей квантовой решетки как активного двухполюсного элемента. Показано, что влияние достаточно высокоомной нагрузки может быть в значительной степени скомпенсировано.
3. Разработана стратегия оптимального сопряжения активной электрически малой антенны с последующими элементами приемной системы с низким входным импедансом. 4. Выполнено изучение размерных эффектов в активной электрически малой антенне и их влияния на линейность выходного сигнала. 5. Выполнено экспериментальное изучение прототипа активной электрически малой сверхпроводящей антенны на основе сверхпроводящих квантовых решеток, содержащей 588 дифференциальных квантовых ячеек с оптимизированной топологией, подтверждающее результаты теоретических исследований.
Достигнуты значения крутизны линейного преобразования магнитного сигнала в напряжение 8000 мкВ/мкТ с размахом (удвоенная амплитуда) отклика напряжения до 100 мВ. Достоверность результатов, приведенных в диссертации, подтверждается тем, что они были получены автором с использованием современных математических методов, вычислительных средств и программного обеспечения, а также современных технологий и экспериментального оборудования. Численный анализ сосредоточенных джозеф сон овских структур проводился с использованием наиболее эффективного программного обеспечения для численного моделирования сверхпроводниковых схем РЯСАМ. Теоретические результаты подтверждены экспериментальными исследованиями.
Полученные результаты обладают практической ценностью и могут быть использованы при разработке сверхпроводниковой электроники и информационных технологий и служить основой для последующих опытно- конструкторских разработок в области приема, обработки и защиты информации. Разработка технологии приема большого числа сигналов от различных источников с последующей параллельной обработкой сигналов является актуальной, и результаты исследования смогут найти широкое применение в разных системах беспроводной связи.
Диссертация изложена на 127 страницах, содержит введение, 5 глав, заключение, 2 приложения, 55 рисунков, 2 таблицы, Список использованной литературы состоит из 104 источников, список публикаций автора содержит 14 работ. В введении диссертационной работы рассмотрены вопросы актуальности и практической ценности работы, раскрыты научная новизна, вопросы авторства, приведены данные о публикациях автора и апробации результатов работы, сформулирована цель работы.
Первая глава содержит обзор литературы, включающий рассмотрение свойств джозефсоновских переходов, краткий обзор цифровой сверхпроводниковой электроники, а также описание многоэлементных джозефсоновских систем. В заключение главы сформулирована основная задача диссертационной работы и приведена постановка задачи. Во второй главе описывается методы численного линейности отклика напряжения на магнитный сигнал. На основании данных методов и сформулированной автором аппроксимационной модели проведен полный анализ дифференциальных квантовых ячеек с целью их оптимизации.
Показано, что линейность отклика такой ячейки может достигать величины в 100 дБ. В третьей главе рассмотрено влияние внешней нагрузки на дифференциальную квантовую решетку и сверхпроводящую квантовую решетку на ее основе. Предложены методы согласования СКР с последующими устройствами, в том числе, низкоомными, позволяющие сохранить величину достигнутой линейности. Четвертая глава диссертационной работы посвящена исследованию СКР в составе активных электрически малых антенн (ЭМА). Был проведен анализ влияния размерных эффектов на линейность функции отклика ЭМА для различных реализаций таких антенн и приведены диаграммы направленности.
В последней, питой главе, приведены данные экспериментального исследования прототипа ЭМА, изготовленного с использованием стандартной тонкопленочной ниобиевой технологии. Описаны экспериментальные методики и приведены данные исследования: величина крутизны преобразования магнитного сигнала в напряжения, составляющая 8000 мкВ/мкТл, и размах отклика напряжения, составляющий 100 мВ, сделана оценка предельной чувствительности такой антенны. В приложениях описаны методы численного анализа линейности и проведено их сравнение; изложены вопросы трехмерного моделирования поведения сверхпроводящих структур в поле падающей электромагнитной волны. К замечаниям по тексту диссертации можно отнести следующее: 1.
На рисунках 2,7 изображены зависимости для одного плеча дифференциальной квантовой решетки, но на графике указано обозначение "0У", которое в дальнейшем тексте диссертации применяется для напряжения всей дифференциальной решетки. 2. В Главе 4 при рассмотрении размерных эффектов на рисунках 4.16 и 4.17 изображен только вектор распространения волны, а вектор магнитного поля (направленный перпендикулярно структуре) приведен только на рисунке 4.4, что вызывает некоторое неудобство восприятия материала.
3. В Главе 5 приводятся результаты экспериментального анализа, в том числе полученные значения крутизны преобразования и чувствительности бестрансформаторной антенны на основе дифференциальных квантовых ячеек. Желательно было бы сравнить данные числа с литературными данными для различных сквид-систем. 4. В Главе 5 не указано при каких частотах внешнего магнитного сигнала проводилось экспериментальное исследование. Однако, указанные замечания не затрагивают сути полученных результатов и не влияют на общую положительную оценку диссертационной работы. Диссертация Н.В. Колотинского выполнена на высоком теоретическом уровне и является самостоятельным, законченным и цельным научным исследованием по актуальной тематике создания широкополосных активных устройств на основе сверхпроводящих квантовых решеток.
Характеристики
Тип файла PDF
PDF-формат наиболее широко используется для просмотра любого типа файлов на любом устройстве. В него можно сохранить документ, таблицы, презентацию, текст, чертежи, вычисления, графики и всё остальное, что можно показать на экране любого устройства. Именно его лучше всего использовать для печати.
Например, если Вам нужно распечатать чертёж из автокада, Вы сохраните чертёж на флешку, но будет ли автокад в пункте печати? А если будет, то нужная версия с нужными библиотеками? Именно для этого и нужен формат PDF - в нём точно будет показано верно вне зависимости от того, в какой программе создали PDF-файл и есть ли нужная программа для его просмотра.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
