論文の概要: Two-dimensional cuprate nanodetector with single photon sensitivity at T = 20 K

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2208.05044v1
• Date: Tue, 9 Aug 2022 21:19:50 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-02-01 18:53:25.541020
• Title: Two-dimensional cuprate nanodetector with single photon sensitivity at T = 20 K
• Title（参考訳）: 単一光子感度T=20Kの2次元銅酸化物ナノ検出器
• Authors: Rafael Luque Merino, Paul Seifert, Jose Duran Retamal, Roop Mech, Takashi Taniguchi, Kenji Watanabe, Kazuo Kadowaki, Robert H. Hadfield, Dmitri K. Efetov
• Abstract要約: TC低い超伝導薄膜は動作温度を4K以下に制限する。 本研究では,2次元銅酸化物超伝導体Bi2Sr2CaCu2O8-delta(BSCCO)を用いた概念ナノ検出器の実証実験を行った。 我々は、ファンデルワールス製造技術と光イオン照射に基づく非侵襲ナノパターン法を組み合わせた新しいアプローチにより、高TCナノ検出器における単一光子感度の解明の可能性を実現する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.33727511459109777
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Detecting light at the single-photon level is one of the pillars of emergent photonic technologies. This is realized through state-of-the-art superconducting detectors that offer efficient, broadband and fast response. However, the use of superconducting thin films with low TC limits their operation temperature below 4K. In this work, we demonstrate proof-of-concept nanodetectors based on exfoliated, two-dimensional cuprate superconductor Bi2Sr2CaCu2O8-{\delta} (BSCCO) that exhibit single-photon sensitivity at telecom wavelength at a record temperature of T = 20K. These non-optimized devices exhibit a slow (ms) reset time and a low detection efficiency (10^(-4)). We realize the elusive prospect of single-photon sensitivity on a high-TC nanodetector thanks to a novel approach, combining van der Waals fabrication techniques and a non-invasive nanopatterning based on light ion irradiation. This result paves the way for broader application of single-photon technologies, relaxing the cryogenic constraints for single-photon detection at telecom wavelength.
• Abstract（参考訳）: 単光子レベルの光を検出することは、創発的なフォトニクス技術の柱の1つである。 これは、効率的で広帯域で高速な応答を提供する最先端の超伝導検出器によって実現される。 しかし, 超伝導薄膜を用いた場合, 動作温度は4K以下であった。 本研究では, 2次元銅酸化物超伝導体Bi2Sr2CaCu2O8-{\delta} (BSCCO) をT=20Kの温度で, テレコム波長で単一光子感度を示す概念ナノ検出器の実証実験を行った。 これらの非最適化デバイスは、遅い(ms)リセット時間と低い検出効率(10^(-4))を示す。 我々は、ファンデルワールス製造技術と光イオン照射に基づく非侵襲ナノパターン法を組み合わせた新しいアプローチにより、高TCナノ検出器の単一光子感度の解明の可能性を実現する。 この結果は、単一光子技術の幅広い応用の道を開くこととなり、単一光子検出の極低温制約をテレコム波長で緩和する。

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