Zolotov, P. I., Semenov, A. V., Divochiy, A. V., Goltsman, G. N., Romanov, N. R., & Klapwijk, T. M. (2021). Dependence of photon detection efficiency on normal-state sheet resistance in marginally superconducting films of NbN. IEEE Trans. Appl. Supercond., 31(5), 1–5.
Abstract: We present an extensive set of data on nanowire-type superconducting single-photon detectors based on niobium-nitride (NbN) to establish the empirical correlation between performance and the normal-state resistance per square. We focus, in particular, on the bias current, compared to the expected depairing current, needed to achieve a near-unity detection efficiency for photon detection. The data are discussed within the context of a model in which the photon energy triggers the movement of vortices i.e. superconducting dissipation, followed by thermal runaway. Since the model is based on the non-equilibrium theory for conventional superconductors deviations may occur, because the efficient regime is found when NbN acts as a marginal superconductor in which long-range phase coherence is frustrated.
|
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.
|
