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 - изучение параметров, ограничивающих энергетическое разрешение многообещающего устройства в области космических исследований MKID ( 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 — бұл ғарыштық зерттеулер саласында перспективті құрылғының энергетикалық шешу қабілетін шектейтін параметрлерді зерттеу (детекторлардағы шу, оның геометриясы және сверхпроводящий материалдардың құрылымы). Осы жобада MKID құрылғысының энергетикалық шешу қабілетінің шектеулерінің себептері қарастырылып, энергетикалық шешу қабілетін E/ΔE > 10 деңгейінен жоғары жақсарту мақсаты қойылады.

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

Методы исследования (на казахском) : Микротолқынды технологиялар мен моделдеу үшін Sonnet бағдарламасы. Электрондық оқу жүйесі үшін — бағдарламалық түрде анықталатын радио, VHDL және C++ аппараттық бағдарламалау тілдері. Деректерді талдау және өңдеу үшін — Python. Шуды басу үшін — машиналық оқыту әдістері, мысалы, конволюциялық автоэнкодер, толқындық сүзу. МКИД жасау үшін — кремнийге жұқа қабаттарды атомдық қабатпен шөгінділеу әдісі. Үлгілерді жасау үшін — ылғалды химиялық травинг және оптикалық литография.

Obtained results and novelty (in Russian) : Успешно разработанные 24 различных геометрии МКИД, работающих в частотных диапазонах 1-2 ГГц, 2-4 ГГц и 3-6 ГГц. Были разработаны и протестированы 50% 10GSPS АЦП и 12GSPS ЦАП. В следующих этапах необходимо улучшить их отношение сигнал/шум. Успешно осаждены TiN и Al на кремниевую подложку. критическую температура была измерена. Найден подходящий рецепт для TiN, который дал критическую температуру в 1 Кельвин. Настроена электрическую систему считывания и оптическая установку для обнаружения одиночных фотонов. Измерение коэффициента качества наших МКИД, который составил 15000, и с использованием методов подавления шумов увеличили его до 20000

Obtained results and novelty (in Kazakh) : Сәтті әзірленген 24 түрлі геометриялы МКИД, 1-2 ГГц, 2-4 ГГц және 3-6 ГГц жиілік диапазондарында жұмыс істейді. 50% 10GSPS АЦП және 12GSPS ЦАП әзірленіп, сынақтан өтті. Келесі кезеңдерде олардың сигнал/шум қатынасын жақсарту қажет. TiN және Al кремний негізіне сәтті шөгінділенді. Критикалық температура өлшенді. TiN үшін 1 Кельвин критикалық температурасын беретін қолайлы рецепт табылды. Электрлік оқу жүйесі мен одиночный фотондарды анықтауға арналған оптикалық жүйе орнатылды. Біздің МКИД-тің сапа коэффициенті 15000 болып өлшеніп, шу басу әдістерін қолдану арқылы ол 20000-ға дейін артты.

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. Командой был успешно разработан МКИД с высоким коэффициентом качества, способным считать не только одиночные фотоны, но и их время прихода и количество. Это дает информацию о дальности объекта, его материале, форме и характеристиках.

The main constructive and technical economic indicators (in Kazakh) : МКИД — бұл болашақтың камералары, және олардың дизайны Қазақстандағы болашақ технологиялар үшін маңызды. Олар технологияның барлық салаларында, ұлттық қауіпсіздік, астрономия, медицина және басқа да салаларда қолданылуы мүмкін. Команданың жұмысы нәтижесінде жоғары сапалы МКИД әзірленіп, ол тек одиночные фотондарды емес, сонымен қатар олардың келу уақытын және санын да есептей алады. Бұл объектінің қашықтығы, материалы, пішіні және сипаттамалары туралы ақпарат береді.

Level of implementation (in Russian) : Реализован код для усовершенствования дизайна MKIDs, внедрена система измерения критической температуры, создана производственная линия для генерации одиночных фотонов, внедрили электрическую линию передачи для измерения MKIDs и свойств материалов внутри мК-холодильника.Разработан дизайн АЦП и ЦАП в FPGA для системы электронного считывания и введена электроника downmixing и upmixing для MKIDs.

Level of implementation (in Kazakh) : MKID дизайнын жетілдіру үшін код іске асырылды, критикалық температураны өлшеу жүйесі енгізілді, одиночные фотондарды генерациялау үшін өндірістік желі құрылды, MKID-терді және материалдардың қасиеттерін өлшеу үшін электрлік берілу желісі енгізілді мК-суытқыш ішінде. Электрондық оқу жүйесі үшін FPGA-да АЦП және ЦАП дизайны әзірленіп, MKID үшін downmixing және upmixing электроникасы енгізілді.

Efficiency (in Russian) : Создана лаборатория, оснащенная 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. Студенты активно вовлечены в эти проекты, что способствует созданию положительного влияния на общество, науку и технологии в Казахстане. Кроме того, разработана система электронного считывания, которая имеет ценные приложения для различных высокочастотных детекторов, не ограничиваясь только MKIDs. Важно отметить, что это все было разработано местными учеными под руководством профессора Шафии и доступно для использования учеными и инженерами для проведения исследований и общего развития Казахстана

Efficiency (in Kazakh) : Қазіргі заманғы жабдықтармен жабдықталған лаборатория құрылып, ол сверхпроводимостьтің критикалық температурасын өлшеуге, олардың магниттік қасиеттерін талдауға, одиночные фотондарды генерациялауға және милликельвинді суытқыш ішінде өлшеулер жүргізуге арналған. Бұл заманауи жүйелер Қазақстан ғалымдарына олардың зерттеулерін ілгерілету мақсатында пайдалануға ашық. Студенттер осы жобаларға белсенді түрде тартылып, бұл Қазақстандағы қоғам, ғылым және технологияларға оң әсер етуге ықпал етеді. Сонымен қатар, электрондық оқу жүйесі әзірленіп, ол жоғары жиілікті детекторлар үшін, тек MKID-термен шектелмей, құнды қолданбалы мүмкіндіктерге ие. Маңыздысы, бұл барлық жұмыстар жергілікті ғалымдар профессор Шафии жетекшілігімен әзірленіп, Қазақстандағы зерттеулер мен жалпы дамуды жүзеге асыру үшін ғалымдар мен инженерлерге қолжетімді.

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

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