Введение

Исторические аспекты криоэлектроники

Основные направления криоэлектроники

Микроэлектроника и холод

Перспективы применения структур на основе контактов сверхпроводников с полупроводниками в криогенной микроэлектронике

Заключение

Криогенная (от греческого "криос" - холод, мороз) электроника, или криоэлектроника - направление электроники, охватывающее исследование при криогенных температурах (ниже 120 К) специфических эффектов взаимодействия электромагнитного поля с носителями зарядов в твердом теле и создание электронных приборов и устройств, работающих на основе этих эффектов, - криоэлектронных приборов.

Криоэлектроника - одна из основных и весьма перспективных отраслей науки. Её интенсивному развитию способствовали, с одной стороны, широкие исследования явлений, происходящих в твёрдом теле при низких температурах, и практическое применение полученных результатов в различных отраслях радиоэлектроники (в первую очередь, в космической радиоэлектронике), а с другой - определенные достижения криогенной техники, позволившие на основании как новых, так и ранее известных принципов разработать экономичные, малогабаритные и надежные системы охлаждения.

Значительным стимулом к развитию криоэлектроники послужило также и то немаловажное обстоятельство, что при создании современных электронных устройств - высокочувствительной радиоприемной аппаратуры, быстродействующих электронных вычислительных машин и др. - конструкторы подошли буквально к пределу возможностей радиоэлектроники, принципиально достижимому в обычном интервале температур. Использование низких температур позволяет преодолеть это препятствие и открывает новые пути в разработке радиоэлектронных систем.

Во-первых, глубокое охлаждение способствует значительному улучшению технических и экономических параметров радиоэлектронных устройств - преимущества компактных сверхпроводящих запоминающих устройств большой емкости и быстродействия для ЭВМ, сверхпроводящих магнитов и другой аппаратуры неоспоримы. Во-вторых, возникающие в условиях глубокого охлаждения явления, которые присущи только такому состоянию вещества, позволяют создавать принципиально новые приборы. Именно так, например, был сконструирован мазер, успешно используемый в спутниковых системах связи, радиоастрономии и т. д.

Криоэлектроника изучает особенности поведения радиоэлектронных компонентов и материалов при очень низких температурах (0 - 20 К), в частности такие необычные явления, как сверхпроводимость.

Для работ в области криоэлектроники характерен большой размах лабораторных исследований. Показательными являются работы по созданию сверхпроводящих накопителей энергии большой ёмкости. Предназначенные первоначально для пузырьковых камер, сверхпроводящие накопители энергии также успешно применяются в качестве генераторов накачки для мощных лазеров и другой радиотехнической аппаратуры. Выходят из стен лабораторий сверхпроводящие линии задержки различного назначения, криоэлектронные запоминающие устройства, охлаждаемые усилители и т. д.

Поскольку криоэлектроника возникла на стыке нескольких различных научных направлений, первые публикации в этой области были связаны с традиционными направлениями. Однако уже с начала 60-х годов начинают появляться специальные издания, целиком посвященные криоэлектронике, и первые монографии.

1. Алфеев В. Н. Радиотехника низких температур. М., 1966.

2. Алфеев В. Н. Полупроводники, сверхпроводники и параэлектрики в криоэлектронике. М., 1979.

3. Большая советская энциклопедия. М., 1985.

4. Вендак О. Г., Гарин Ю. Н. Криогенная электроника. М., 1977.

5. Губанков В. Н. Итоги науки и техники, серия радиоэлектроника. Т. 38. М., 1987.

6. Джалли У. П. Криоэлектроника. М., 1975.

7. Криогеника. М., 1986.

8. Интернет: сервер NASA (www.nasa.gov).

9. Электроника: Энциклопедический словарь. М., 1991.

Примечаний нет.