Minimal timing jitter in superconducting nanowire single photon detectors
利用双温度模型和修正的含时Ginzburg-Landau方程，计算了电流偏置超导带材吸收单光子后出现生长正常畴的延迟时间$τ_d$。我们证明了$τ_d$依赖于光子在带中被吸收的位置，并且随着电流的增加而单调减小。我们认为，$τ_d$（定时抖动）的变化，无论是与位置相关的响应或Fano波动，可以小到超导序参量$\sim \hbar/k_BT_c$（$T_c$是超导体的临界温度）的最低弛豫时间时，电流接近的depairing电流。
2018-07-20 cond-mat.supr-con
Few-photon imaging at 1550 nm using a low-timing-jitter superconducting nanowire single-photon detector
本文提出基于低抖动超导纳米线单光子探测器的1550 nm激光深度成像系统，通过亚皮秒时间箱直接计数实现毫米级分辨率三维重建，无需复杂拟合算法且优于传统高斯拟合方法。
2015-06-25 cond-mat.supr-con physics.ins-det physics.optics
Local thermal fluctuations in current-carrying superconducting nanowires
我们分析了不同类型的内部电子能量的波动对直载流超导纳米线的暗速率和光子计数的影响。暗计数出现由于热波动的统计独立的细胞的有效尺寸的顺序的相干长度;每个计数对应于一个逃逸的平衡态通过一个适当的鞍点。对于光子计数，在检测效率的光谱中的确定性截止的光谱增宽可以通过具有与暗计数相同的有效体积的单元内的电子能量的局部热波动来现象性地解释。
2020-10-20 cond-mat.supr-con physics.ins-det
Scalable readout interface for superconducting nanowire single-photon detectors using AQFP and RSFQ logic families
我们提出了一个可扩展的超导纳米线单光子探测器（SSPD）阵列的读出接口，我们称之为AQFP/RSFQ接口。该接口由绝热量子通量参量（AQFP）和快速单通量量子（RSFQ）逻辑系列组成。AQFP部分通过单根电缆读出SSPD阵列的空间信息，RSFQ部分通过单根电缆读出时间信息。由于RSFQ部分的操作中的低定时抖动，混合接口具有高时间分辨率。此外，由于AQFP器件工作时的电源电流较低，混合接口实现了高电路可扩展性。因此，混合接口适合于处理多像素SSPD阵列。我们演示了一个四像素的SSPD阵列使用的混合接口作为概念证明。测试结果表明，该混合接口能够以较低的误码率和较低的时序抖动读出所有像素。
2020-05-08 cond-mat.supr-con physics.ins-det
Frequency-Multiplexed bias and readout of a 16-pixel Superconducting Nanowire Single-Photon Detector Array
我们展示了一个16像素阵列的射频超导纳米线单光子探测器与集成和可扩展的频分复用架构，减少了所需的偏置和读出线到一个单一的微波馈线。讨论了嵌入在谐振电路中的光子敏感纳米线的电学行为，以及单个探测器的光学性能和定时抖动。除了单像素测量，我们还演示了16像素阵列的时间，空间和光子数分辨率的操作。
2017-04-28 cond-mat.supr-con physics.ins-det
Probabilistic vortex crossing criterion for superconducting nanowire single-photon detectors
超导纳米线单光子探测器已成为一种很有前途的量子精密测量技术，从中红外到紫外频率。尽管最近的实验成功，预测模型来描述这些检测器中的检测事件是需要优化的检测指标。在这里，我们提出了一个基于单涡旋（通量量子）穿越纳米线宽度的单光子探测的概率准则。我们的模型使得暗计数和光子计数之间的检测阈值附近的连接。的有限差分计算表明，在偏置电流分布的变化，作为一个结果的光子吸收显着增加的概率单涡交叉，即使涡流势垒没有完全消失。我们估计仪器的响应函数，并表明，这个涡流隧穿过程的定时不确定性对应于一个基本的限制，在定时抖动的点击事件。我们证明了这种内在的（量子）定时抖动，量子效率，和暗计数率在TaN，WSi，和NbN超导纳米线在不同的实验条件下的贸易空间。我们的检测模型也可以解释SNSPD在较低能量下量子效率指数下降的实验观察。这导致了量子效率的脉冲宽度依赖性，并且它可以进一步用作实验测试来比较不同的检测模型。
2020-03-31 cond-mat.supr-con physics.ins-det
High-efficiency WSi superconducting nanowire single-photon detectors operating at 2.5 K
我们研究了WSi超导纳米线单光子探测器（SNSPD）在2.5 K下的工作情况，该温度是超导转变温度（TC）3.4 K的70%。我们证明了饱和的系统检测效率在78 ± 2%，抖动为191 ps。我们发现，在2.5 K的抖动是有限的读出的噪声，并可以通过使用低温放大器得到改善。SNSPD在非常接近TC的温度下以高效率操作似乎是非晶WSi的独特性质。
2014-06-06 cond-mat.supr-con physics.optics
Stable, high-performance operation of a fiber-coupled superconducting nanowire avalanche photon detector
提出了一种稳定、高性能的光纤耦合NbTiN超导纳米线雪崩光子探测器（SNAP）。我们演示了无后脉冲操作串联连接的两个SNAP（SC-2SNAP），即使在没有扼流圈电感器，实现了比标准SSPD快7.7倍的响应速度。SC-2SNAP器件在2.3K下工作时，系统探测效率达到81.0%，具有较宽的偏置电流裕度，暗计数率为6.8counts/s，半峰全宽定时抖动为68 ps。
2017-01-25 cond-mat.supr-con physics.ins-det quant-ph
High performance fiber-coupled NbTiN superconducting nanowire single photon detectors with Gifford-McMahon cryocooler
我们提出了高性能的光纤耦合铌钛氮化物超导纳米线单光子探测器制作在热氧化硅衬底。最好的设备显示了74%的系统检测效率（DE），暗计数率为100 c/s，和半高宽的定时抖动为68 ps的偏置电流为18.0 uA下，与实际的Gifford-McMahon制冷机系统。我们还将六个探测器引入到制冷机中，并证实在100 c/s的暗计数率下，所有探测器的系统DE均高于67%。
2013-04-11 cond-mat.supr-con physics.ins-det physics.optics
Superconducting Nanowire Single Photon Detectors based on NbRe nitride ultrafilms
本研究通过优化反应性直流溅射参数制备NbReN超薄膜，并基于此制造超导纳米线单光子探测器，在3.5 K下实现1301 nm饱和探测效率和1548 nm处95%效率，具备快速恢复与低抖动特性。
2025-10-07 cond-mat.supr-con physics.ins-det
Superconducting Nanowire Single-Photon Detectors for Quantum Information
超导纳米线单光子探测器（SNSPD）是一种基于单光子对库珀对断裂效应的量子极限超导光探测器，与同类探测器相比，具有更高的探测效率、更低的暗计数率、更高的计数率和更低的定时抖动。SNSPD在量子信息处理中有着广泛的应用，包括量子密钥分发和光量子计算。本文综述了量子信息对单光子探测器的要求，以及SNSPD的原理、关键指标、最新性能问题和其他相关问题。SNSPD在量子信息方面的代表性应用也将被涵盖。
2020-05-31 cond-mat.supr-con physics.ins-det quant-ph
To close or not to close: the fate of the superconducting gap across the topological quantum phase transition in Majorana-carrying semiconductor nanowires
从理论上研究了磁场驱动下半导体Majorana线拓扑量子相变（TQPT）附近的低能物理。在点接触隧穿极限下，线端的局域态密度（LDOS）与微分电导直接相关。我们发现，线端LDOS对磁场的依赖性是非普遍的，并且在实验相关参数的显著范围内，与马约拉纳TQPT处的超导能隙的关闭相关的签名基本上是不可见的。我们的研究结果提供了一个解释，最近观察到的明显的非封闭的间隙在半导体纳米线的马约拉纳TQPT。
2013-01-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Characterizing and modeling the influence of geometry on the performance of superconducting nanowire cryotrons
本研究表征了超导纳米线低温晶体管的关键性能指标并开发电热模型，发现器件几何结构对性能影响显著，在氮化铌上制造的器件实现了高增益、低能耗和低抖动，展示了其作为低温集成电路逻辑元件的潜力。
2024-09-25 cond-mat.supr-con physics.app-ph
Superconducting nanowires as high-rate photon detectors in strong magnetic fields
超导纳米线单光子探测器能够在大的光谱范围内进行单光子探测，具有接近1的探测效率、皮秒定时抖动以及在高达10 $^{9}$计数/s的速率下的低于10 $μ$ m的位置分辨率。为了将这一技术应用于核物理实验，我们采用离子束辅助溅射法制备了氮化铌纳米线探测器，并测试了它们在强磁场中的性能。我们证明，这些设备是能够检测400 nm波长的光子与饱和的内部量子效率在3 K的温度和磁场可能高达5 T的高速率和几乎为零的暗计数。
2019-11-12 astro-ph.IM cond-mat.supr-con hep-ex
Nonlatching Superconducting Nanowire Single-Photon Detection with Quasi-Constant-Voltage Bias
闩锁效应是超导纳米线单光子探测器技术中的一个严重问题。通过对SNSPD在不同偏置方案下的电输运特性的研究，我们得出了SNSPD的闩锁是由于偏置不当造成的。采用准恒压偏置方案，观察并讨论了SNSPD的本征非锁存特性。非锁存偏压下的SNSPD比反锁存偏压下的SNSPD具有更小的抖动和更高的脉冲幅度。成功地测量了SNSPD的量子效率，其脉冲光子频率高达3GHz，进一步证明了SNSPD的非闭锁工作。
2012-11-07 cond-mat.supr-con quant-ph
Self-Heating Hotspots in Superconducting Nanowires Cooled by Phonon Black-Body Radiation
控制热传输对于从相变存储器到下一代电子产品的一系列设备和技术都很重要。这在纳米级器件中尤其如此，在纳米级器件中，热传输受到表面和维度变化的影响而改变。在超导纳米线单光子探测器中，纳米线和其制造的衬底之间的热边界电导（TBC）影响了使这些探测器具有应用吸引力的大多数性能指标。这包括最大计数率、延迟、抖动和量子效率。尽管它的重要性，TBC在超导纳米线器件的研究还没有系统地完成，主要是由于缺乏一个简单的表征方法。在这里，我们表明，简单的电气测量可以用来估计纳米线和基板之间的TBC，这些测量匹配各种基板的声学失配理论。数值模拟使我们能够完善我们的理解，然而，开放的问题仍然存在。这项工作应该使超导纳米线电子和低温探测器的热工程，以提高器件性能。
2021-04-10 cond-mat.supr-con
Superconducting nanowire single photon detection system for space applications
超导纳米线单光子探测器（SNSPD）在量子密钥分发、深空通信等多个前沿科学技术领域发挥着重要作用。然而，受限于现有的冷却技术，所有过去的实验演示都有地面应用。在这项工作中，我们展示了SNSPD系统使用的混合制冷机兼容的空间应用。在最低工作温度为2.8 K的情况下，该SNSPD系统呈现出超过50%的最大系统检测效率和48 ps的定时抖动，这为各种空间应用铺平了道路。
2017-11-28 cond-mat.supr-con physics.app-ph quant-ph
AlN-buffered superconducting NbN nanowire single-photon detector on GaAs
研究了AlN作为GaAs衬底上NbN超导纳米线单光子探测器缓冲层的适用性。在带有AlN缓冲层的GaAs衬底上沉积的厚度为3.3 nm ~ 20 nm的NbN薄膜，与裸衬底上沉积的NbN薄膜相比，具有更高的临界温度、临界电流密度和更低的剩余电阻率。不幸的是，NbN膜到衬底的热耦合减弱。在缓冲衬底上由4.9nm厚的NbN膜制成的SNSPD（与由裸GaAs上的NbN膜制成的检测器相比）在900 nm下在90%的临界电流下测量时显示出低三个数量级的暗计数率和高约十倍的检测效率。缓冲衬底上SNSPD的系统定时抖动为72 ps，比裸衬底上的SNSPD的系统定时抖动低36 ps。然而，NbN纳米线到缓冲衬底的较弱的热耦合导致在偏置电流> 0.97IC时的闩锁效应。
2016-11-23 cond-mat.supr-con
Superconducting nanowire single-photon detectors at a wavelength of 940 nm
我们开发的单光子探测器包括单模光纤耦合超导纳米线，在940 nm的波长具有高的系统检测效率。该探测器包括一个6.5 nm厚，110 nm宽的NbN纳米线曲折与分布式布拉格反射器，用于提高光学吸收率的Si基板上制造。实验结果表明，通过低填充因子（1/3）和有源区（Φ = 10 μm）的设计，系统的探测效率达到60%，暗计数率为10 Hz，恢复时间<12 ns，时间抖动约为50 ps。
2015-06-25 cond-mat.supr-con physics.optics quant-ph
Travelling-wave single-photon detectors integrated with diamond photonic circuits - operation at visible and telecom wavelengths with a timing jitter down to 23 ps
我们报道了集成多晶金刚石光子电路的行波超导纳米线单光子探测器（SNSPD）的设计、制备和测量。我们分析了它们在1600 nm和765 nm附近的近红外波长范围内的性能。近红外探测对于与电信基础设施的兼容性是重要的，而在可见光波长范围内的操作对于与金刚石中的硅空位中心的发射线的兼容性是相关的，金刚石中的硅空位中心可以用作有效的单光子源。我们的探测器具有高临界电流（高达31 μA）和高效率（在765 nm时高达74%）、噪声等效功率（在765 nm时低至4.4*10^-19 W/（Hz^1/2））和定时抖动（低至23 ps）方面的高性能。
2016-03-07 cond-mat.supr-con physics.ins-det physics.optics
Possible Indications of Electronic Inhomogeneities in Superconducting Nanowire Detectors
分析了用于单光子探测器的超导NbTiN纳米线的载压状态。在降低电流时，导线以阶梯状模式返回到超导状态，这在样品之间是不同的。消除几何不均匀性，如尖角，并没有消除这些阶梯状特征。它们似乎是材料所固有的。由于材料是强烈无序的，电子不均匀性被认为是一个可能的原因。一个热模型，考虑到随机变化的电子性能沿导线，被用作一个解释框架。
2012-12-19 cond-mat.supr-con
Nitrogen-doped W0.75Re0.25 Superconducting Nanowire Single Photon Detectors
Università degli Studi di Salerno（萨莱诺大学）；CNR-SPIN（意大利国家研究委员会自旋电子学研究所）；Delft University of Technology（代尔夫特理工大学）
本文通过反应直流磁控溅射制备氮掺杂W0.75Re0.25超导纳米线单光子探测器，实现了70 nm线宽蛇形探测器在2.5 K下对1310 nm波长的饱和内探测效率，并具有亚纳秒上升时间、纳秒级衰减时间和73.2 ps定时抖动。
2026-11-10 cond-mat.supr-con
Hotspot Relaxation Dynamics in a Current Carrying Superconductor
实验研究了载流WSi超导纳米线中光激发热点随偏置电流、水浴温度和激发波长的变化规律。我们发现：（1）热点弛豫在WSi中比在NbN中慢约4倍;（2）热点弛豫时间取决于偏置电流，以及（3）热点弛豫时间的电流依赖性随温度和波长而变化。我们解释了所有这些影响与准粒子复合的基础上的模型。
2015-06-09 cond-mat.supr-con
Single photon detection performance of highly disordered NbTiN thin films
实验研究了高度无序NbxTi 1-xN基超导纳米线单光子探测器（SNSPD）的探测性能。NbxTi_（1-x）N薄膜的转变温度Tc随Nb含量的变化呈现圆顶状，在xNb~0.65处出现最大值，Nb0.65Ti_（0.35）N薄膜的方块电阻和剩余电阻率也相对较大。此外，宽60 nm、厚7 nm的Nb0.65Ti0.35N纳米线的开关电流高达14.5 μ A，在2.4 K时，本征探测效率达到饱和，其平台大于2 μ A。最后，在另一种SiO2/Ta 2 O 5介质镜上的相应SNSPD显示出对1550 nm光子的约92%的系统探测效率，并且定时抖动约为26 ps。我们的研究结果表明，高度无序的NbxTi 1-xN薄膜是有前途的近和中红外单光子SNSPD的高探测效率和低定时抖动的制造。
2022-10-27 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Large-sensitive-area superconducting nanowire single-photon detector at 850 nm with high detection efficiency
针对星地量子通信对 850 nm 高探测效率、大敏感面积单光子探测器的需求，本文提出在一维光子晶体上制备 50 μm 直径的 NbN SNSPD，利用光学腔增强吸收，实现了最高 82% 的系统探测效率和 105 ps 抖动。
2015-06-25 cond-mat.supr-con physics.optics quant-ph
Superconducting nanowire single photon detectors for quantum information and communications
超导纳米线单光子探测器（SNSPD或SSPD）是量子信息和通信技术领域中非常有前途的器件。我们利用超导薄膜与元件制作、光耦合封装及低温技术，发展出实用的SSPD系统。SSPD系统由六通道SSPD设备和紧凑型Gifford-McMahon（GM）制冷机组成，可以在100 V交流电源下连续运行，无需任何制冷剂。SSPD器件由在单晶MgO衬底上外延生长的高质量氮化铌（NbN）超薄膜制成。封装的SSPD器件温度稳定在2.96 K +/- 10 mK。发现面积为20 × 20 $μm^2$的SSPD器件的系统检测效率在1550和1310 nm的波长下分别为2.6%和4.5%，暗计数率为100 c/s，抖动为100 ps半峰全宽（FWHM）。我们还使用这些SSPD器件进行了超快BB84量子密钥分发（QKD）现场测试和基于纠缠的QKD实验。
2010-03-01 cond-mat.supr-con quant-ph
Current-Crowding-Free Superconducting Nanowire Single-Photon Detectors
本文通过氦离子局部辐照SNSPD直线段消除弯曲处电流拥挤，将相对饱和平台宽度从10%提升至37%，在780 nm波长实现94%内探测效率和7 mHz暗计数率。
2024-07-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con physics.ins-det
Current dependence of the hot-spot response spectrum of superconducting single-photon detectors with different layouts
我们表明，避免弯曲的电流承载超导纳米线提高了低能量光子被检测到的概率，这种增强完全是由于实验上可实现的临界电流的增加。我们研究了曲折或螺旋形的纳米线。螺旋有不同的布局，一个双螺旋布局与S形转弯的中间和一个单螺旋布局没有这样的转弯。纳米线由厚度为5nm的氮化铌膜制备。对于每种布局的样品，我们测量了在400 nm至1600 nm波长范围内的单光子响应光谱，并定义了截止波长$λc$，超过该截止波长，响应会滚降。最大和最小的$λc$被发现为单螺旋布局和曲折，分别。对于所有三种布局，$λc$和相对偏置电流之间的关系落在通用曲线上，该通用曲线先前已经在修改的热点模型的框架中预测。对于单螺旋布局，在小于$λc$的波长处的光子检测效率达到螺旋结构的预期吸收率，并且纳米线的每单位长度的定时抖动具有最小值。
2016-10-17 cond-mat.supr-con
Manipulating Majorana Fermions in Quantum Nanowires with Broken Inversion Symmetry
我们研究了一个携带马约拉纳量子线，驱动到一个平凡的阶段，通过打破空间反演对称性与倾斜的外部磁场。有趣的是，我们预测，在最近的超导体中施加的超电流能够恢复拓扑相位，因此马约拉纳端态。使用阿贝尔玻色化，我们进一步证实了这一结果的存在下，电子-电子相互作用，并显示了深刻的连接，这种现象的物理一维掺杂莫特绝缘体。目前的结果具有重要的应用，例如，实现了超电流辅助的Majorana费米子编织，这在现实的Majorana网络拓扑量子计算中非常有用。
2012-10-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Toward single-photon detection with superconducting niobium diselenide nanowires
Technical University of Denmark（丹麦技术大学）；University of Copenhagen（哥本哈根大学）；Technical University of Munich（慕尼黑工业大学）
本文制备hBN封装的少层NbSe₂超导纳米线单光子探测器，验证其超导特性与单光子探测能力，测试获得关键性能参数，为高效单光子探测提供新平台。
2025-03-28 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con physics.optics
Single-Photon Detection in Few-Layer NbSe$_2$ Superconducting Nanowires
针对现有单光子探测器在太赫兹波段材料受限及衬底依赖问题，本研究制备少层NbSe₂超导纳米线实现780nm/1550nm单光子探测，暗计数率＜1Hz、时间抖动＜50ps，理论截止波长超毫米范围，为量子器件集成提供新路径。
2025-08-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con quant-ph
A superconducting-nanowire single-photon camera with 400,000 pixels
本研究突破超导纳米线单光子探测器此前千像素的规模限制，研制出40万像素的SNSPD相机，性能优异且架构可扩展，为大格式超导相机的发展奠定基础。
2023-06-15 cond-mat.supr-con physics.ins-det quant-ph
Detecting Single Infrared Photons with 93% System Efficiency
近红外波长的单光子探测器（SPD）具有高系统探测效率（> 90%）、低暗计数率（< 1计数每秒，cps）、低定时抖动（< 100 ps）和短复位时间（< 100 ns），将使各种领域的里程碑式实验成为可能。虽然一些现有的单光子检测方法满足上述规格中的一个或两个，但迄今为止，没有检测器同时满足所有规格。在这里，我们报告的光纤耦合单光子探测系统采用超导纳米线单光子探测器（SNSPD），接近理想性能的SPD。我们的检测器系统在波长范围λ= 1520-1610 nm内具有大于90%的系统检测效率（包括光耦合损耗）;约0.01 cps的器件暗计数率（用屏蔽室温黑体辐射的器件测量）;约150 ps FWHM的定时抖动;以及40 ns的复位时间。
2012-09-25 cond-mat.supr-con physics.optics quant-ph
Waveguide Integrated Superconducting Single Photon Detectors Implemented as Coherent Perfect Absorbers
理想的单光子探测器的核心是活性材料，其理想地吸收光子并将其转换为可辨别的电子信号。大的活性材料体积有利于高效吸收，但通常以转换效率、噪声、速度和定时精度为代价。目前的工作演示了如何相干完美吸收的概念可以用来放松这种权衡的波导集成超导纳米线单光子探测器。在绝缘体上硅波导顶部的一个非常短（8.5 $μ$ m长）和窄（8 $\times$ 35 nm $^2$）的U形NbTiN纳米线通过在其周围蚀刻一个不对称的纳米束腔而变成一个完美的吸收体。在2.05 K下，探测器显示出对于1545 nm光子的$\sim$ 96 $\pm$ 12%的片上量子效率，固有暗计数率$<$ 0.1 Hz。估计的定时抖动为$\sim$ 53 ps半高全宽，复位时间为$<$ 7 ns，均受读出电子学的限制。这种架构能够将超紧凑的探测器性能推向理想的极限，因此有望在量子光学中找到无数的应用。
2014-09-05 cond-mat.supr-con physics.ins-det physics.optics
Superconducting single-photon detector made of MoSi film
我们制备和表征了由4 nm厚的非晶Mo $_x$ Si $_{1-x}$薄膜制成的纳米线超导单光子探测器（SSPD）。在1.7 K时，最佳器件对波长为1.2 μ m的非偏振光的探测效率高达18%，特征响应时间约为6 ns，定时抖动为120 ps。在650 ~ 2500 nm波长范围内研究了其检测效率。在低于1200 nm的波长下，这些探测器达到它们的最大探测效率，其受到薄MoSi膜中的光子吸收的限制。
2014-11-04 cond-mat.supr-con
Unified Theory of Dark Count Rate and System Detection Efficiency for NbN, WSi Based Superconducting Single Photon Detectors
本文提出了一种光子检测的涡旋穿越理论，为超导纳米线单光子探测器的系统探测效率和暗计数率提供了统一定义，并成功预测了其温度依赖性和本征定时抖动，助力下一代探测器设计。
2025-08-14 cond-mat.supr-con quant-ph
Superconducting-superconducting hybridization for enhancing single-photon detection
超导体没有能量耗散和突然的电相变，使它们成为纳米技术的最佳选择，包括辐射探测器和量子技术。此外，理解超导的纳米尺度行为对于揭示自然界中集体电子行为的开始具有重要意义。然而，有限数量的可用超导体限制了超导特性的可用性，阻碍了其潜力的实现。超导纳米线单光子探测器（SNSPD）相对于竞争技术更快、更有效地感测单IR光子。然而，这些有利的性质是材料依赖性的，导致不期望的速度效率回报。通常，基于颗粒材料的SNSPD更快，而基于非晶材料的SNSPD更有效。在这里，我们优化了SiO2和非晶W5 Si 3的颗粒状NbN薄膜。我们发现，由2 nm厚的W5 Si 3薄膜和2 nm厚的NbN薄膜制成的混合超导纳米线单光子探测器（SNSPD）表现出优越的定时（< 5 ns的复位时间和52 ps的定时抖动）和效率（> 96%的量子效率）性能共存。我们建议，这种杂交的管理机制是存在的双重超导行为：本机超导性的每一个膜和超导性，诱导从相邻的膜通过邻近效应。除了SNSPD性能的改善，我们的研究结果表明，这种杂交可以扩大可用的超导性能的范围，影响纳米超导技术。最后，这种杂交可以用来调整超导薄膜的非晶特性，并阐明在超导到绝缘转变附近的集体电子行为的难以捉摸的开始。
2017-03-23 cond-mat.supr-con
On-chip time resolved detection of quantum dot emission using integrated superconducting single photon detectors
我们报告的路由的量子光发射的自组装InGaAs量子点（QDs）到GaAs脊波导的光学模式和其有效的检测片上通过倏逝波耦合到NbN超导纳米线单光子探测器（SNSPD）。嵌入在这种集成纳米光子电路中的单个QD光源对于光子信息科学中许多应用的量子光子电路的实现具有高度吸引力。在这里，我们表明，波导耦合SNSPD主要检测QD发光与散射光子从激发激光可以忽略不计的比较。SNSPD检测效率从倏逝耦合波导模式被示出为两个数量级高时，与正常入射照明下的操作相比。此外，在现场的时间分辨测量显示的平均激子寿命为0.93 \pm 0.03 ns时，记录与集成检测器的超快定时抖动只有72 \pm 2 ps，显示了这种高度集成的量子光学系统的巨大潜力。
2013-02-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con physics.optics
Superconducting single-photon detector integrated in DBR with optical microconnector for MM or SM fiber
本文介绍了一种集成在DBR中的SNSPD，采用PEALD制备NbN薄膜及PECVD制备DBR，结合双光子聚合技术形成光学微连接器，在8.5 K下实现了90%探测功率、10 s-1暗计数率及50 ps抖动。
2024-02-12 cond-mat.supr-con
Integrated optomechanics and single-photon detection in diamond photonic integrated circuits
量子计算机和量子模拟器的发展有望为目前无法在经典计算机上解决的问题提供解决方案。找到这些技术的最佳物理实现是一个重要的研究课题，使用光学效应是实现这一目标的一条有前途的途径。理论上表明，光量子计算仅使用单光子源和探测器以及线性光路是可能的。这种量子光学电路的实验实现需要稳定、鲁棒和可扩展的架构。这可以通过光子集成电路（PIC）形式的光学器件的小型化来实现。因此，为此类太平洋岛屿国家开发合适的材料平台可能会对未来技术产生重大影响。金刚石是一种特别有吸引力的材料，因为它天然地提供了一系列光学活性缺陷，可以作为单光子源，量子存储器或传感器元件。除了其优异的光学特性之外，金刚石还具有非常高的杨氏模量，这对于光学机械是重要的，并且可以在制造之后用于PIC的潜在快速和低损耗调谐。在这项工作中，开发了用于未来量子光学电路的组件。这包括第一个金刚石光学机械元件，以及在金刚石材料平台上的第一个集成单光子探测器。实现了具有高品质因数的金刚石微机械谐振器，并证明了它们通过光梯度力和静电力的驱动。所研制的超导纳米线单光子探测器具有时间抖动小、探测效率高、噪声等效功率低等优点。此外，提出了一种新的可扩展的方法，从高品质的单晶金刚石PIC制造。
2017-01-06 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con physics.ins-det
