本论文设计和制备了一种基于声子散热特性的NbN HEB混频器。这种器件具有噪声温度低，所需的本振功率小，工作频率不受超导能隙频率限制等特点，可以工作在1THz以上频段。在射电天文研究、大气臭氧观测以及THz无损检测和高速局域网等方面都将有广泛的应用。　　 本文从NbN HEB器件的设计入手，研究了器件的制备工艺，并对器件的高频特性和噪声性能进行了表征，取得了一些研究成果。　　 NbN HEB混频器的设计NbN HEB混频器件包含两个部分，用于收集检测信号的天线和对信号进行检测的厚度为3～5 nm的NbN薄膜微桥。针对不同的应用频段，本文设计了两种不同天线的混频器件：1)集成了平面等角螺旋天线的NbN HEB混频器。平面等角螺旋天线是一种非谐振天线，设计频率范围为0.4THz～3.2THz。2)集成了双缝天线和一组共面波导(CPW)线的NbN HEB混频器。双缝天线是一种谐振天线，设计工作频率为1.6THz，频带宽度10％。为获得优质的中频输出信号的频谱，增加了共面波导(CPW)的滤波设计。利用HFSS电磁场分析软件分别对两种设计的HEB器件进行了仿真。　　 NbN薄膜的质量决定了HEB器件的性能，薄膜越薄，HEB器件的中频带宽就越宽。分别研究了MgO和Si单晶衬底上超薄(3～5 nm)NbN薄膜的生长工艺，对NbN薄膜的Tc，Jc和R等电学参数进行了测量。根据NbN薄膜的电学参数，设计了HEB器件的核心-NbN薄膜的微桥尺寸。　　 NbN HEB器件的制备通过采用磁控溅射，光刻，EBL，RIE等工艺技术，制备出了HEB器件。在天线制备中，为了解决由于金薄膜剥离困难，造成天线边缘不平滑的难题，实验中采用了LOR+2700胶的双层胶光刻工艺，提高了天线制备的质量。为了减小由于临近效应引起的超导HEB器件的性能退化，在器件电极制备中采用双层电极，即在金膜电极和NbN超薄膜间再生长一层数nm左右的NbN缓冲层，很好的改善了HEB器件的高频特性。　　 NbN HEB器件性能表征首先用四端子法测量了制备的HEB器件的R-T特性。测量证实HEB器件的阻抗值与设计值相近。通过对测试结果的分析，发现制备工艺对微桥薄膜略有损伤，HEB器件的Tc略低于薄膜的Tc。　　 采用电压源偏置的方式，测定了HEB器件的I-V曲线，I-V曲线上可以清楚的看到超导态，电阻态，以及正常态，完全符合一维热电子模型的解释。使用准光学测试系统，用Y因子法测量了制备的NbN HEB器件的噪声性能。实验结果表明，HEB器件的高频响应非常灵敏，在外来高频信号的辐照下，器件的超流被完全抑制。在1.6THz信号混频时，获得器件的最低噪声温度为1710K。利用2.5THz信号混频时，器件的最低噪声温度为2213K。