論文の概要: Enhanced Superconducting Nanowire Single Photon Detector Performances using Silicon Capping
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2602.15948v1
- Date: Tue, 17 Feb 2026 19:05:31 GMT
- ステータス: 情報取得中
- システム内更新日: 2026-02-19 12:27:35.264325
- Title: Enhanced Superconducting Nanowire Single Photon Detector Performances using Silicon Capping
- Title（参考訳）: シリコンキャッピングを用いた超電導ナノワイヤ単光子検出器の性能向上
- Authors: C. Klein, S. Cohen, T. Descamps, A. Iovan, P. Zolotov, P. Vennéguès, I. Florea, F. Semond, V. Zwiller,
- Abstract要約: 窒化ニオブ (NbTiN) をベースとした超伝導ナノワイヤ単光子検出器 (SNSPD) は幅広いスペクトル範囲で高い性能で知られている。
シリコンキャッピング層が膜特性およびSNSPDの性能に及ぼす影響について検討した。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.9480662172227127
- License:
- Abstract: Niobium Titanium nitride (NbTiN) based superconducting nanowire single photon detectors (SNSPDs) are known for their high performance across a wide spectral range, from the X-ray to the mid-infrared. Nonetheless, fabrication challenges and performance degradation attributable to surface oxidation and lack of uniformity in films thinner than 5 nm remain a significant barrier for achieving high-quality detectors. In this work, we study the influence of a Silicon capping layer on film properties and on the performance of SNSPDs. A Silicon capping layer effectively suppresses oxidation and increases the superconducting transition temperature. This enables superconductivity in films as thin as 3 nm at 3 K, increases critical current in patterned nanowires and significantly extends the saturation plateau from the visible to the near infrared (up to 2050 nm): These detectors maintain sub-50 ps timing jitter, even for nanowires as wide as 250 nm and with detection areas of 20x20μm2. Our results establish that thinner films protected by a capping layer allow for the fabrication of wider wires, decreasing nanofabrication challenges and extending the operating temperature range for efficient single photon detection.
- Abstract（参考訳）: 窒化ニオブ (NbTiN) をベースとした超伝導ナノワイヤ単光子検出器 (SNSPD) は、X線から中赤外まで幅広いスペクトル範囲で高性能であることが知られている。
それでも、表面酸化と5nm以上の薄膜の均一性の欠如に起因する製造課題と性能劣化は、高品質な検出器を実現する上で重要な障壁である。
本研究では,シリコンキャッピング層が膜特性およびSNSPDの性能に及ぼす影響について検討する。
シリコンキャッピング層は酸化を効果的に抑制し、超伝導転移温度を上昇させる。
これにより、3Kで3nmの薄膜の超伝導が可能となり、パターン化されたナノワイヤの臨界電流を増大させ、飽和板を可視から近赤外線(最大2050nm)まで著しく拡大する。
その結果, キャッピング層で保護された薄膜は, より広いワイヤの製作を可能にし, ナノファブリケーションの課題を減らし, 動作温度範囲を拡大し, 単一光子検出を効率的に行うことができることがわかった。
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