|
|
Emelianov, A. V., Nekrasov, N. P., Moskotin, M. V., Fedorov, G. E., Otero, N., Romero, P. M., et al. (2021). Individual SWCNT transistor with photosensitive planar junction induced by two‐photon oxidation. Adv. Electron. Mater., 7(3), 2000872.
Abstract: The fabrication of planar junctions in carbon nanomaterials is a promising way to increase the optical sensitivity of optoelectronic nanometer-scale devices in photonic connections, sensors, and photovoltaics. Utilizing a unique lithography approach based on direct femtosecond laser processing, a fast and easy technique for modification of single-walled carbon nanotube (SWCNT) optoelectronic properties through localized two-photon oxidation is developed. It results in a novel approach of quasimetallic to semiconducting nanotube conversion so that metal/semiconductor planar junction is formed via local laser patterning. The fabricated planar junction in the field-effect transistors based on individual SWCNT drastically increases the photoresponse of such devices. The broadband photoresponsivity of the two-photon oxidized structures reaches the value of 2 × 107 A W−1 per single SWCNT at 1 V bias voltage. The SWCNT-based transistors with induced metal/semiconductor planar junction can be applied to detect extremely small light intensities with high spatial resolution in photovoltaics, integrated circuits, and telecommunication applications.
|
|
|
|
Korneev, A. A. (2021). Superconducting NbN microstrip single-photon detectors. In I. Prochazka, M. Štefaňák, R. Sobolewski, & A. Gábris (Eds.), Proc. Quantum Optics and Photon Counting (Vol. 11771). SPIE.
Abstract: Superconducting Single-Photon Detectors (SSPD) invented two decades ago have evolved to a mature technology and have become devices of choice in the advanced applications of quantum optics, such as quantum cryptography and optical quantum computing. In these applications SSPDs are coupled to single-mode fibers and feature almost unity detection efficiency, negligible dark counts, picosecond timing jitter and MHz photon count rate. Meanwhile, there are great many applications requiring coupling to multi-mode fibers or free space. ‘Classical’ SSPDs with 100-nm-wide superconducting strip and covering area of about 100 µm2 are not suitable for further scaling due to degradation of performance and low fabrication yield. Recently we have demonstrated single-photon counting in micron-wide superconducting bridges and strips. Here we present our approach to the realization of practical photon-counting detectors of large enough area to be efficiently coupled to multi-mode fibers or free space. The detector is either a meander or a spiral of 1-µm-wide strip covering an area of 50x50 µm2. Being operated at 1.7K temperature it demonstrates the saturated detection efficiency (i.e. limited by the absorption in the detector) up to 1550 nm wavelength, about 10 ns dead time and timing jitter in range 50-100 ps.
|
|
|
|
Moshkova, M. A., Morozov, P. V., Antipov, A. V., Vakhtomin, Y. B., & Smirnov, K. V. (2021). High-efficiency multi-element superconducting single-photon detector. In I. Prochazka, M. Štefaňák, R. Sobolewski, & A. Gábris (Eds.), Proc. SPIE (Vol. 11771, pp. 2–8). SPIE.
Abstract: We present the result of the creation and investigation of the multi-element superconducting single photon detectors, which can recognize the number of photons (up to six) in a short pulse of the radiation at telecommunication wavelengths range. The best receivers coupled with single-mode fiber have the system quantum efficiency of ⁓85%. The receivers have a 100 ps time resolution and a few nanoseconds dead time that allows them to operate at megahertz counting rate. Implementation of the multi-element architecture for creation of the superconducting single photon detectors with increased sensitive area allows to create the high efficiency receivers coupled with multi-mode fibers and with preserving of the all advantages of superconducting photon counters.
|
|
|
|
Schroeder, E., Mauskopf, P., Pilyavsky, G., Sinclair, A., Smith, N., Bryan, S., et al. (2016). On the measurement of intensity correlations from laboratory and astronomical sources with SPADs and SNSPDs. In F. Malbet, M. J. Creech-Eakman, & P. G. Tuthill (Eds.), Proc. SPIE (Vol. 9907, 99070P (1 to 13)). SPIE.
Abstract: We describe the performance of detector modules containing silicon single photon avalanche photodiodes (SPADs) and superconducting nanowire single photon detectors (SNSPDs) to be used for intensity interferometry. The SPADs are mounted in fiber-coupled and free-space coupled packages. The SNSPDs are mounted in a small liquid helium cryostat coupled to single mode fiber optic cables which pass through a hermetic feed-through. The detectors are read out with microwave amplifiers and FPGA-based coincidence electronics. We present progress on measurements of intensity correlations from incoherent sources including gas-discharge lamps and stars with these detectors. From the measured laboratory performance of the correlation system, we estimate the sensitivity to intensity correlations from stars using commercial telescopes and larger existing research telescopes.
|
|
|
|
Смирнов, К. В. (2009). Создание приборов на сверхпроводниковых счетчиках фотонов и методов диагностики КМОП микросхем, гетероструктур и лазеров на квантовых точках. Министерство образования и науки РФ.
Abstract: Этап №1 (дата окончания: 30.09.2009)
Разработана методика изготовления сверхпроводниковых однофотонных детекторов (SSPD) с монокристаллической структурой пленки сверхмалой толщины. Изготовлены экспериментальные образцы сверхпроводниковых однофотонных детекторов (SSPD). Разработана методика пакетирования сверхпроводникового однофотонного детектора в оптический узел с одномодовым оптоволокном. Изготовлены экспериментальные образцы приемных модулей на основе однофотонных сверхпроводниковых детекторов из NbN-нанопленок.
Этап №2 (дата окончания: 28.10.2009)
Разработаны методы диагностики КМОП микросхем, гетероструктур и лазеров на квантовых точках и методика измерения мощности излучения полупроводниковых лазеров на квантовых точках с использованием сверхпроводниковых однофотонных детекторов (SSPD). Проведена технико-экономическая оценка рыночного потенциала полученных результатов.
|
|
|
|
Мошкова, М. А., Дивочий, А. В., Морозов, П. В., Антипов, А. В., Вахтомин, Ю. Б., & Смирнов, К. В. (2019). Оценка статистики распределения фотонов с использованием многоэлементного сверхпроводникового однофотонного детектора. In Межвузовская научно-техническая конференция студентов, аспирантов и молодых специалистов им. Е. В. Арменского (pp. 201–202). МИЭМ НИУ ВШЭ.
Abstract: Проведен сравнительный анализ топологий сверхпроводниковых однофотонных детекторов с способностью к разрешению до четырёх фотонов в коротком импульсе ИК излучения. Получен детектор, с системной квантовой эффективностью ~85% на λ=1550 нм. Продемонстрирована возможность его использования для распределения числа фотонов импульсного источника излучения.
|
|
|
|
Золотов, Ф. И., & Смирнов, К. В. (2019). Особенности осаждения разупорядоченных сверхтонких плёнок нитрида ванадия. In Межвузовская научно-техническая конференция студентов, аспирантов и молодых специалистов им. Е. В. Арменского (pp. 204–205). МИЭМ НИУ ВШЭ.
Abstract: В работе изучены особенности роста сверхтонких плёнок нитрида ванадия толщиной ~10 нм. Обнаружено, что при изменении температуры подложки и общего давления газов в процессе осаждения плёнок меняется значение их поверхностного сопротивления вблизи перехода к сверхпроводящему состоянию.
|
|
|
|
Чулкова, Г. М., Корнеев, А. А., Смирнов, К. В., & Окунев, О. В. (2012). Энергетическая релаксация в примесных металлах, двумерном электронном газе в AlGaAs-GaAs, сверхпроводниковых пленках NbN и детекторы субмиллиметрового и ик излучения на их основе. Прометей, МПГУ.
Abstract: Монография посвящена обзору исследований влияния эффектов электронного беспорядка на электронное взаимодействие в металлах, сверхпроводниках, полупроводниках, а также в различных низкоразмерных структурах. Актуальность поднятых в монографии вопросов определяется интенсивным развитием нанотехнологий, созданием новых наноструктурированных материалов и уникальных наноэлементов для электроники и фотоники. Упругое электронное рассеяние на границах наноструктур качественно меняет взаимодействие электронов с фонолами, что, безусловно, должно учитываться при проектировании соответствующей элементной базы. Прикладная часть работы посвящена контролируемой модификации электронных процессов для оптимизации новых наносенсоров на основе электронного разогрева в сверхпроводниковых и полупроводниковых структурах. Монография предназначена для студентов старших курсов, аспирантов и начинающих следователей, работающих в области сверхпроводниковой наноэлектроники.
|
|
|
|
Райтович, А. А., Пентин, И. В., Золотов, Ф. И., Селезнев, В. А., Вахтомин, Ю. Б., & Смирнов, К. В. (2018). Время энергетической релаксации электронов в сверхпроводниковых VN наноструктурах. In Сборник трудов 13 Всероссийской конференции молодых ученых (pp. 236–238). Техно-Декор.
|
|
