The object of research, development or design (in Russian) : Основная цель проекта — увеличение энергетического разрешения MKID детектора. Для этого мы исследуем: ● Двухуровневый системный шум: ● Шум электронного считывания: ● Изучение геометрической конфигурации ● Использование других материалов

The object of research, development or design (in Kazakh) : Жобаның негізгі мақсаты – MKID детекторының энергетикалық ажыратымдылығын арттыру. Ол үшін біз: ● Екі деңгейлі жүйе шуды: ● Электрондық оқу шуды: ● Геометриялық конфигурацияны ● Басқа материалдарды пайдалануды зерттейміз

Aim of work (in Russian) : Детектор MKID - многообещающее устройство в области космических исследований. В рамках этого проекта мы изучаем параметры, ограничивающие энергетическое разрешение MKID, такие как шумы детекторов, его геометрия и структура сверхпроводящих материалов. В этом проекте, также будут рассмотрены причины лимитов энергетического разрешения MKID с целью улучшения энергетического разрешения выше, чем E/ΔE >10.

Aim of work (in Kazakh) : MKID детекторы ғарышты зерттеу саласындағы перспективті құрылғы болып табылады. Осы жобаның бір бөлігі ретінде біз детектор шуы, оның геометриясы және асқын өткізгіш материалдардың құрылымы сияқты MKID энергия ажыратымдылығын шектейтін параметрлерді зерттейміз. Бұл жобада E/ΔE >10-нан жоғары энергия ажыратымдылығын жақсарту үшін MKID энергия ажыратымдылығы шектеулерінің себептері де қарастырылады.

Методы исследования (на русском) : Для разработки МКИД мы использовали микроволновые техники и программу Sonnet для моделирования. Для электронной системы считывания мы применили программно-определяемое радио и использовали язык аппаратного программирования VHDL и C++. Для анализа и обработки данных мы использовали Python. Для подавления шумов мы применили методы машинного обучения, такие как свёрточный автоэнкодер. Кроме того, мы использовали вейвлет-фильтрацию. Для изготовления МКИД мы применяли метод нанесения тонких пленок на кремний с использованием атомного слойного осаждения. Для создания узоров мы использовали влажное химическое травление и оптическую литографию.

Методы исследования (на казахском) : МКИД дизайны үшін біз микроволновық техникаларды және Соннет программасын пайдаландық. Электронды оқытудың жасауы үшін, біз программа белгіленген радиосыз болатын радио жасау және аппараттық тілді VHDL және C++ жасауды қолданғанқыз. Деректерді анализдеу және басқаруда біз Python қолданық. Шошылтығымызды жасау үшін біз машиналық оқыту жасауларын қолданғанымыз, місалы, сверточный автоэнкодер сияқты. Сондай-ақ, біз вейвлет шошылтығында қолданғанымыз. Жасау үшін, біз атомды қатер тарату арқылы кремний үстіне жиі пленка қоядық. Жасау шабақтары үшін біз жылы су кірітуді және оптикалы литографияны қолданғанымыз.

Obtained results and novelty (in Russian) : Мы успешно разработали 24 различных геометрии МКИД, работающих в частотных диапазонах 1-2 ГГц, 2-4 ГГц и 3-6 ГГц. Мы разработали и протестировали 50% 10GSPS АЦП и 12GSPS ЦАП. В следующих этапах нам необходимо улучшить их отношение сигнал/шум. Мы успешно осаждали TiN и Al на кремниевую подложку. Мы измерили их критическую температуру. Мы нашли подходящий рецепт для TiN, который дал критическую температуру в 1 Кельвин. Мы настроили электрическую систему считывания и оптическую установку для обнаружения одиночных фотонов. Мы также измерили коэффициент качества наших МКИД, который составил 15000, и с использованием методов подавления шумов увеличили его до 20000

Obtained results and novelty (in Kazakh) : Біз 1-2 ГГц, 2-4 ГГц және 3-6 ГГц частоталардың жиілігінде сәтсіз жұмыс істеуге мүмкіндік беретін 24 МКИД-тың әрекетке асырадық. 10GSPS АЦД және 12 GSPS ЦАД-тық ұсынып алу және тексеру іс-шараларды жасауды сәттілікпен атқардық. Кейбір қадамдарда сіздің қосымша мазмұнымен аударым/шошқан санын жақсарту қажет. Біз сәтсіздікті жанарсында кремний аралығына TiN және Al қойуға сәттілікпен сәйкес жүргіздік. Олардың критикалды температурасын қажіп алдык. ТіН-ге 1 Кельвин критикалды температура қатысады деген табысты рецепті табып алдық. Бізде електрикалық оқытудың және бір фотонды анықтау үшін оптикалық орнатуға болатын жасауымыз бар. Сондай-ақ МКИД-тың сапасын мамыр болатын 15000-ге жасалдық, және шошқанды тасымалдау әдістерін пайдалану арқылы оны 20000-ге жеткіздік.

The main constructive and technical economic indicators (in Russian) : МКИД - это камеры будущего, и их дизайн критичен для будущей технологии в Казахстане. Они могут быть использованы во всех областях технологии, национальной безопасности, астрономии, медицине и так далее. Мы смогли успешно разработать МКИД с высоким коэффициентом качества, способными считать не только одиночные фотоны, но и их время прихода и количество. Это дает нам информацию о дальности объекта, его материале, форме и характеристиках.

The main constructive and technical economic indicators (in Kazakh) : МКИД болашақ камералар болып табылады, олардың дизайны қазақстандық келесі технология үшін критикалды. Олар барлық технология және ұлттық қауіпсіздік, астрономия, медицина және т.б. салаларда пайдалануға болады. Менікі МКИД-дарды жаншақ жақсы сапада дизайндауға болады, олар тек бір фотондық жаттығанын жатады, бірақ олардың келу уақыты мен санын есептеуші білетін жоғары сапалы МКИД-дарды сәтсіздікке түрткеніміз. Бұлар бізге даладағы объектің дайындалуы, материалы, формасы және мақсаты жайында ақпарат береді.

Level of implementation (in Russian) : Мы реализовали код для усовершенствования дизайна MKIDs, внедрили систему измерения критической температуры, создали производственную линию для генерации одиночных фотонов, внедрили электрическую линию передачи для измерения MKIDs и свойств материалов внутри мК-холодильника. Мы разработали дизайн АЦП и ЦАП в FPGA для системы электронного считывания и ввели электронику downmixing и upmixing для MKIDs.

Level of implementation (in Kazakh) : Біз MKID дизайнын жақсарту үшін кодты енгіздік, температураны өлшеудің маңызды жүйесін енгіздік, бір фотонды генерациялау үшін өндірістік желіні құрдық және mK тоңазытқышының ішіндегі MKID және материал қасиеттерін өлшеу үшін электр беру желісін енгіздік. Біз электронды оқу жүйесі үшін FPGA жүйесінде ADC және DAC дизайнын әзірледік және MKID үшін төмен араластыру және жоғары араластыру электроникасын енгіздік.

Efficiency (in Russian) : Мы создали лабораторию, оснащенную передовым оборудованием для измерения критической температуры сверхпроводимости, анализа их магнитных свойств, генерации одиночных фотонов и измерений внутри милликельвинового холодильника. Эти современные системы открыты для использования казахстанскими учеными с целью продвижения их исследований. Мы активно вовлекли студентов в эти проекты, предоставляя им навыки, способствующие созданию положительного влияния на общество, науку и технологии в Казахстане. Кроме того, мы разработали систему электронного считывания, которая имеет ценные приложения для различных высокочастотных детекторов, не ограничиваясь только MKIDs. Важно отметить, что все эти учреждения были разработаны местными учеными под руководством профессора Шафи и доступны для использования учеными и инженерами для проведения исследований и общего развития Казахстана

Efficiency (in Kazakh) : Біз суперкондуктивтік критикалық температураны меңгеру, олардың магниттік қасиеттерін талдау, тек қамшы фотондарды жасау және милликельвиндік ұяларда мөлшерлеу мекемесімен жабдықталған лаборатория құрдық. Бұл соңғы жаңа технологиялар қазақстандық ғылыми еңбекшілердің ізденісін жеткізу үшін ашық. Біз оқушыларды бұл жобаларды ашу үшін қатысуға ұсындық, оларға қоғам, ғылым және технологияда өте позитивті салық беру үшін мақсатында жеткіліктер бердік. Сондай-ақ, біз өте жоғары частоталы детекторлар үшін маңызды қолдауларды ұсынатын электроникалық оқу жүйесін жасадық, тек MKIDs тағылмайды. Бұл барлық меңгеру орталығының профессор Шафи қолдауымен жергілікті ғылымиштермен жасалды және оны ғылыми және инженерлер үшін зерттеу және Қазақстанды жеткізу мақсатында пайдалануға ұсынылады деп ескерту маңызды

Field of application (in Russian) : физические науки, астрономия, астрофизика

Field of application (in Kazakh) : физика ғылымдары, астрономия, астрофизика