Zolotov, P., Semenov, A., Divochiy, A., & Goltsman, G. (2021). A comparison of VN and NbN thin films towards optimal SNSPD efficiency. IEEE Trans. Appl. Supercond., 31(5), 1–4.
Abstract: Based on early phenomenological ideas about the operation of superconducting single-photon detectors (SSPD or SNSPD), it was expected that materials with a lower superconducting gap should perform better in the IR range. The plausibility of this concept could be checked using two popular SSPD materials – NbN and WSi films. However, these materials differ strongly in crystallographic structure (polycrystalline B1 versus amorphous), which makes their dependence on disorder different. In our work we present a study of the single-photon response of SSPDs made from two disordered B1 structure superconductors – vanadium nitride and niobium nitride thin films. We compare the intrinsic efficiency of devices made from films with different sheet resistance values. While both materials have a polycrystalline structure and comparable diffusion coefficient values, VN films show metallic behavior over a wide range of sheet resistance, in contrast to NbN films with an insulator-like temperature dependence of resistivity, which may be partially due to enhanced Coulomb interaction, leading to different starting points for the normal electron density of states. The results show that even though VN devices are more promising in terms of theoretical predictions, their optimal performance was not reached due to lower values of sheet resistance.
|
Zolotov, P., Vakhtomin, Y., Divochiy, A., Morozov, P., Seleznev, V., & Smirnov, K. (2017). Development of fast and high-effective single-photon detector for spectrum range up to 2.3 μm. In Proc. SPBOPEN (pp. 439–440).
Abstract: We present the results of development and testing of the single-photon-counting system operating in the wide spectrum rane up to 2.3 mcm. We managed to increase system detection efficiency up to 60% in the range of 1.7-2.3 mcm optimisation of the fabrication methods of superconducting single-photon detectors and application of the single-mode fiber with enlarged core diameter.
|
Zolotov, P., Vakhtomin, Y., Divochiy, A., Seleznev, V., Morozov, P., & Smirnov, K. (2013). High-efficiency single-photon detectors based on NbN films.
Abstract: We present our resent results in development and testing of Superconducting Single-Photon Detectors (SSPD) with detection efficiencies greater than 85%. High values of obtained results are assigned to proposed design of the detector with integrated resonator structure, including two-layer optical cavity and anti-reflective coating (ARC).
|
|
Елезов, М. С., Корнеев, А. А., Дивочий, А. В., & Гольцман, Г. Н. (2009). Сверхпроводящие однофотонные детекторы с разрешением числа фотонов. In Науч. сессия МИФИ (pp. 47–58).
|
|
Елезов, М. С., Тархов, М. А., Дивочий, А. В., Вахтомин, Ю. Б., & Гольцман, Г. Н. (2010). Система регистрации одиночных фотонов в видимом и ближнем инфракрасном диапазонах. In Науч. сессия НИЯУ МИФИ (pp. 94–95).
|
Золотов, Ф. И., Дивочий, А. В., Вахтомин, Ю. Б., Пентин, И. В., Морозов, П. В., Селезнев, В. А., et al. (2018). Применение тонких сверхпроводниковых пленок нитрида ванадия для изготовления счетчиков одиночных ИК-фотонов. In Сборн. науч. труд. VII международн. конф. по фотонике и информац. опт. (pp. 60–61).
Abstract: Получены первые результаты по применению сверхпроводниковых пленок нитрида ванадия (VN) для детекторов одиночных фотонов ИК-диапазона. Изучение сверхпроводниковых однофотонных детекторов (SSPD), изготовленных на основе ультратонких (~5 нм) пленок VN, показало возможность создания устройств с близкой к насыщению зависимостью квантовой эффективности от тока смещения детекторов в телекоммуникационном диапазоне длин волн. Также нами были исследованы кинетическая индуктивность изготовленных структур с различной длиной сверхпроводниковой полоски и времена релаксации электронов в тонких сверхпроводниковых пленках VN.
|
Корнеев, А. А., Минаева, О., Рубцова, И., Милостная, И., Чулкова, Г., Воронов, Б., et al. (2005). Сверхпроводящий однофотонный детектор на основе ультратонкой пленки NbN. Квантовая электроника, 35(8), 698–700.
Abstract: Представлены результаты исследований сверхпроводящих однофотонных детекторов, изготовленных из ультратонкой пленки NbN. Развитие технологического процесса изготовления детекторов, а также снижение рабочей температуры до 2 К позволили существенно увеличить квантовую эффективность: для видимого света (λ = 0.56 мкм) она составила 30%–40%, т.е. достигла предела, определяемого коэффициентом поглощения пленки. С ростом длины волны квантовая эффективность экспоненциально падает, составляя ~20% на λ=1.55 мкм и ~0.02% на λ = 5 мкм. При скорости темнового счета ~10-4s-1 экспериментально измеренная эквивалентная мощность шума составила 1.5 × 10-20 Вт/Гц-1/2; в дальнейшем она может быть уменьшена до рекордно низкого значения 5 × 10-21 Вт/Гц-1/2. Временное разрешение детектора равно 30 пс.
|
Корнеева, Ю. П., Михайлов, М. М., Манова, Н. Н., Дивочий, А. А., Корнеев, А. А., Вахтомин, Ю. Б., et al. (2014). Сверхпроводниковый однофотонный детектор на основе аморфных пленок MoSi. In Труды XVIII международного симпозиума «Нанофизика и наноэлектроника» (Vol. 1, pp. 53–54).
Abstract: Нами были изготовлены и исследованы однофотонные детекторы на основе сверхпроводящих пленок Mo x Si 1-x двух различных стехиометрий: Mo 3 Si и Mo 4 Si. При температуре 1.7 К лучшие детекторы площадью 7 мкм*7 мкм на основе этих пленок продемонстрировали системную квантовую эффективность 18% при скорости темнового счета 10 с -1 на длине волны 1.2 мкм с использованием неполяризованного источника, длительность импульса – 6 нс, джиттер – 120 пс.
|
Корнеева, Ю. П., Трифонов, А. В., Вахтомин, Ю. Б., Смирнов, К. В., Корнеев, А. А., Рябчун, С. А., et al. (2012). Расчет согласующего оптического резонатора для сверхпроводникового нанополоскового детектора. Преподаватель ХХI век, (3), 225–227.
Abstract: В статье произведен расчет резонатора, предназначенного для согласования сверхпроводникового нанополоскового однофотонного детектора с оптическим сигналом. Показано, что для детектора, выполненного из пленки с типичным сопротивлением квадрата 500 Ом и коэффициентом заполнения 0.5 коэффициент согласования с излучением, поляризованным параллельно полоскам детектора, достигает величины около 60%.
|
Корнеева, Ю. П., Флоря, И. Н., Корнеев, А. А., & Гольцман, Г. Н. (2010). Cверхпроводящий однофотонный детектор для дальнего ИК диапазона длин волн. In Науч. сессия НИЯУ МИФИ (pp. 46–47).
Abstract: Мы представляем быстродействующий сверхпроводниковый однофотонный детектор (SSPD) для дальнего инфракрасного диапазона на основе ультратонкой монокристаллической пленки NbN толщиной 3 нм, состоящий из параллельных полосок. QE на длине волны 1,5.μм и 1,3 μм для предложенного SSPD практически одинаковы. SSPD показывает отклик длительностью 200 пс, что открывает путь к детекторам, обладающим скоростью счета свыше 1 ГГц.
|
