論文の概要: Multifunctional Superconducting Nanowire Quantum Sensors
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2103.09896v1
- Date: Wed, 17 Mar 2021 20:23:59 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-04-07 21:01:54.556681
- Title: Multifunctional Superconducting Nanowire Quantum Sensors
- Title（参考訳）: 多機能超伝導ナノワイヤ量子センサ
- Authors: Benjamin J Lawrie, Claire E. Marvinney, Yun-Yi Pai, Matthew A.
Feldman, Jie Zhang, Aaron J. Miller, Chengyun Hua, Eugene Dumitrescu, G\'abor
B. Hal\'asz
- Abstract要約: 超伝導ナノワイヤ単光子検出器(SNSPD)は、高量子効率と低暗数単光子検出を提供する。
ここでは,非晶質SNSPDの磁場中において,無視可能な暗カウントレートで最大$pm 6$Tの頑健な性能を示す。
また、SNSPDは100$mathrmmu T/sqrtHz$以上の感度の磁力計や20$mathrmmu K/sqrtHzの感度の温度計としても使用できることを示した。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 2.8179433392269817
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Superconducting nanowire single photon detectors (SNSPDs) offer
high-quantum-efficiency and low-dark-count-rate single photon detection. In a
growing number of cases, large magnetic fields are being incorporated into
quantum microscopes, nanophotonic devices, and sensors for nuclear and
high-energy physics that rely on SNSPDs, but superconducting devices generally
operate poorly in large magnetic fields. Here, we demonstrate robust
performance of amorphous SNSPDs in magnetic fields of up to $\pm 6$ T with a
negligible dark count rate and unchanged quantum efficiency at typical bias
currents. Critically, we also show that in the electrothermal oscillation
regime, the SNSPD can be used as a magnetometer with sensitivity of better than
100 $\mathrm{\mu T/\sqrt{Hz}}$ and as a thermometer with sensitivity of 20
$\mathrm{\mu K/\sqrt{Hz}}$ at 1 K. Thus, a single photon detector integrated
into a quantum device can be used as a multifunctional quantum sensor capable
of describing the temperature and magnetic field on-chip simply by varying the
bias current to change the operating modality from single photon detection to
thermometry or magnetometry.
- Abstract（参考訳）: 超伝導ナノワイヤ単光子検出器(SNSPD)は、高量子効率と低暗数単光子検出を提供する。
多くのケースでは、大きな磁場が量子顕微鏡、ナノフォトニクスデバイス、snspdに依存する核・高エネルギー物理学用のセンサーに取り入れられているが、超伝導デバイスは一般的に大きな磁場ではあまり動作しない。
ここでは、磁場中における非晶質SNSPDの強靭な性能を最大$\pm 6$Tで実証する。
Critically, we also show that in the electrothermal oscillation regime, the SNSPD can be used as a magnetometer with sensitivity of better than 100 $\mathrm{\mu T/\sqrt{Hz}}$ and as a thermometer with sensitivity of 20 $\mathrm{\mu K/\sqrt{Hz}}$ at 1 K. Thus, a single photon detector integrated into a quantum device can be used as a multifunctional quantum sensor capable of describing the temperature and magnetic field on-chip simply by varying the bias current to change the operating modality from single photon detection to thermometry or magnetometry.
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