Федеральное государственное унитарное предприятие
«Всероссийский научно-исследовательский институт
метрологической службы»

ФГУП «ВНИИМС»
Госстандарт РФ

119361, Москва, Г-361 Озерная ул., 46

Тел.: (095) 437-55-77.
Факс: (095) 437-56-66

E
-mail: Office.VNIIMS@g23.relcom.ru

ВНИИМС учрежден в 1900 году. В настоящее время его численность составляет 260 человек, в том числе 12 докторов и 48 кандидатов наук. Исследования и разработки в области сверхпроводимости и физики низких температур в метрологии проводятся в Лаборатории квантовых эталонов единиц электрических величин.

В лаборатории создана уникальная установка – эталон единицы постоянного напряжения ВЭТ13-12-99 на основе интегральных цепочек переходов Джозефсона. Установка включает СВЧ-генератор (диапазона 53-79 ГГц) с системой ФАПЧ с опорой на рубидиевый стандарт частоты, меры напряжения на основе интегральных микросхем с переходами Джозефсона Nb-AlOx-Nb для воспроизведения уровней напряжения до 1 В (~ 3000 переходов) и 10 В (~14000 переходов), а также с переходами типа SINIS (Nb-AlOx-Al-AlOx-Nb) с уровнем воспроизводимых напряжений до 1 В (~8000 переходов) и 5 В (~35000 переходов). Относительная погрешность эталона не превышает 1х10-8 при воспроизведении 1 В и 5х10-9 при воспроизведении 10 В.

Основное направление деятельности группы сверхпроводниковых эталонов - разработка и исследование интегральных цепочек переходов Джозефсона Nb-AlOx-Nb и Nb-AlOx-Al-AlOx (совместно с федеральным Физико-техническим институтом Германии) и эталонов Вольта на их основе. В связи с разработкой технологии изготовления интегральных микросхем с переходами Джозефсона с безгистерезисной вольт-амперной характеристикой типа SINIS появилась возможность реализации программируемого эталона Вольта, способного воспроизводить заданные значения напряжения при управлении персональным компьютером.

Администрация

Директор института - д.т.н., профессор Александр Иванович Асташенков
Тел.: (095) 437-55-77
e-mail: Office.VNIIMS@g23.relcom.ru

Заместитель директора института - д.т.н., профессор Лев Константинович Исаев
Тел.: (095) 437-99-10

 ПОдразделение и
ведущие специалисты

Лаборатория квантовых эталонов единиц электрических величин

Семенчинский Сергей
Георгиевич

д.ф.-м.н.

Начальник
лаборатории

Тел.: (095) 932-95-03

Semench-vm@vniims.ru

Краснополин Игорь
Яковлевич

к.ф.-м.н.

Ведущий научный сотрудник

Тел.: (095) 932-95-03

Krasnopolin@vniims.ru

КООПЕРАЦИИ

ФГУП «ВНИИМС» 

Федеральный
Физико-технический
институт,
Брауншвейг, Германия

ФГУП
«НИИФП им. Ф.В. Лукина»,
Москва

ГП «ВНИИФТРИ»,
Москва

ФГУП «ВНИИМ
им. Д.И. Менделеева»
Москва

Разработка и исследование джозефсоновских интегральных микросхем для программируемых эталонов Вольта.

Разработка технологии изготовления джозефсоновских структур для эталонных средств измерения электрического напряжения.

Разработка эталонов единицы напряжения на основе эффекта Джозефсона.

результаты научных исследований
за последние 5 лет

1997 г.

И.Я. Краснополин, J. Niemeyer
Исследованы характеристики джозефсоновских интегральных микросхем в широком интервале температур и диапазоне частот 54-80 ГГц с целью оптимизации их конструкции и технологии изготовления.

    Измерительная техника, 1997, №11, с. 43-47

1998 г.

F. Mueller, J. Niemeyer, И.Я. Краснополин
Изготовлены и исследованы оптимизированные джозефсоновские микросхемы с уровнем воспроизводимого напряжения до 10 В.

    Inst. Phys. Conf. 1998, Ser.
158, p.631-634

2000 г.

H. Schulze, J. Niemeyer, И.Я. Краснополин
Разработаны микросхемы на основе переходов Джозефсона
SINIS с безгистерезисной вольт-амперной характеристикой и исследованы их СВЧ свойства.
    Inst. Phys. Conf. 2000, Ser.
№167, p.769-772

2001 г.

F. Mueller, J. Niemeyer, И.Я. Краснополин
Оптимизирована конструкция джозефсоновских микросхем на основе джозефсоновских переходов
SINIS для программируемых эталонов Вольта.
    ISEC
-01, 2001, Tokyo, Extended Abstracts, p.225-226

2002 г.

И.Я. Краснополин, R. Behr, J. Niemeyer
Проведено прецизионное (на уровне 10-17 В) сравнение двух напряжений, воспроизводимых микросхемами типа
SINIS, с помощью нуль-детектора на основе СКВИД'а.
    Supercond. Sci.Technol., 2002, 15, p.1034-1036

разработки, имеющие
прикладной потенциал

ПРИБОРЫ и Устройства

1. Джозефсоновские интегральные микросхемы на основе джозефсоновских переходов Nb-AlOx-Nb высокого качества с уровнем напряжения 1 и 10 В.

Число переходов-3000 (1 В), 14000 (10 В)

Jc=10-20 A/см2

F=70-75 ГГц.

Область применения – эталоны единицы постоянного напряжения.

Потенциальный рынок
§
   национальные эталоны,
§
   эталоны, обслуживающие большие регионы, удаленные от национальных центров,
§
   крупные производители измерительной техники.

2. Джозефсоновские интегральные микросхемы типа Nb-AlOx-Al-AlOx-Nb высокого качества с уровнем напряжения 1В, с уровнем 10 В - в стадии оптимизации конструкции.

Число переходов- 8000 (1 В), 70000 (10 В).
                Ic
=1 мА
                Vc
=100 мкВ
                F
=60-70 ГГц

Область применения - программируемые эталоны Вольта, квантовый вольтметр

Измерительная аппаратура

1. Эталон единицы постоянного напряжения. Установка функционирует с 1991 г, получила статус эталона в 1999 г.

V=1 В, 10 В.

S=1 х 10-8, 5 х 10-9.

Область применения - метрология и приборостроение.