Статистика фотоотсчетов сверхпроводникового однофотонного детектора из трехслойной пленки WSi

• Veröffentlicht in: Физика низких температур
• Datum: 2018
• ISSN: 0132-6414
• Hauptverfasser: Флоря, И.Н., Корнеева, Ю.П., Михайлов, М.Ю., Девизенко, А.Ю., Корнеев, А.А., Гольцман, Г.Н.
• Format: Artikel
• Sprache: Russisch
• Veröffentlicht: Фізико-технічний інститут низьких температур ім. Б.І. Вєркіна НАН України 2018
• Schlagworte: Сверхпроводимость и низкотемпературная микроэлектроника
• Online Zugang: https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/175975
• Назва журналу: Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
• Zitieren: Статистика фотоотсчетов сверхпроводникового однофотонного детектора из трехслойной пленки WSi / И.Н. Флоря, Ю.П. Корнеева, М.Ю. Михайлов, А.Ю. Девизенко, А.А. Корнеев, Г.Н. Гольцман // Физика низких температур. — 2018. — Т. 44, № 3. — С. 292-297. — Бібліогр.: 12 назв. — рос.

Сверхпроводниковые однофотонные детекторы (SNSPD) успешно применяются в квантовой оптике, когда требуется рекордное временное разрешение, высокое быстродействие и рекордно низкий уровень темнового счета (ложных срабатываний). Однако эффективность детектирования SNSPD ограничена коэффициентом поглощения излучения ультратонкой пленкой сверхпроводника. Один из перспективных способов увеличить поглощение в детекторе, не ограничивая его широкополосности, — изготовить детектор в виде нескольких слоев, расположенных друг над другом, и соединить их параллельно. Нами впервые исследовано однофотонное детектирование в многослойной структуре, состоящей из трех сверхпроводящих слоев аморфного силицида вольфрама (WSi), разделенных тонкими слоями аморфного кремния. Продемонстрированы два режима работы детектора: режим лавины (avalanche regime) и триггерный (arm-trigger regime) режим, а также определено, что смена режимов происходит в интервале токов ~ 0,5–0,6 от критического тока детектора. Надпровідникові однофотонні детектори (SNSPD) успішно застосовуються в квантовій оптиці, коли
 потрібна рекордна часова роздільність, висока швидкодія і рекордно низький рівень темнових відліків
 (помилкових спрацьовувань). Однак ефективність детектування SNSPD обмежена коефіцієнтом поглинання випромінювання ультратонкою плівкою надпровідника. Один з перспективних способів збільшити
 поглинання в детекторі, не обмежуючи його широкосмуговості, — виготовити детектор у вигляді декількох
 шарів, розташованих один над одним, і з'єднати їх паралельно. Нами вперше досліджено однофотонне детектування в багатошаровій структурі, що складається з трьох надпровідних шарів аморфного силіциду
 вольфраму (WSi), що розділені тонкими шарами аморфного кремнію. Продемонстровано два режими роботи детектора: режим лавини (avalanche regime) та тригерний (arm-trigger regime) режим, а також визначено, що зміна режимів відбувається в інтервалі струмів ~ 0,5–0,6 від критичного струму детектора Superconducting nanowire single-photon detectors
 (SNSPD) are successfully used in quantum optics, when
 a record-breaking time resolution, high speed and record
 low level of dark counts are required. However, the
 SNSPD detection efficiency is limited by the absorption
 coefficient of the radiation by the ultrathin superconducting film. One of the promising ways to increase the
 absorption in the detector without limiting its broadband
 is to make the detector in the form of several vertically
 stacked layers and connecting them in parallel. For the
 first time, we studied single-photon detection in a multilayer structure consisting of three superconducting layers
 of amorphous tungsten silicide (WSi) separated by thin
 layers of amorphous silicon. We demonstrated two modes
 of operation of the detector: the avalanche regime and the
 arm-trigger regime, and determined that the regime
 change occurs in the bias current range of ~ 0.5-0.6 of the
 detector superconducting critical current.