Fugu-MT 論文翻訳(概要): Geometry-enabled magnetic resilience in superconducting nanowire single-photon detectors

論文の概要: Geometry-enabled magnetic resilience in superconducting nanowire single-photon detectors

arxiv url: http://arxiv.org/abs/2605.10968v1
Date: Fri, 08 May 2026 14:11:51 GMT
ステータス: 翻訳完了
システム内更新日: 2026-05-13 21:48:56.266189
Title: Geometry-enabled magnetic resilience in superconducting nanowire single-photon detectors
Title（参考訳）: 超伝導ナノワイヤ単光子検出器における幾何学的磁気レジリエンス
Authors: Marinus C. van der Maas, Lin Jin, Ilhan Tunç, Raymond Vermeulen, Henri Ervasti, Ravi Gopie, Jan Riegelmeyer, Marco Colangelo, Ryoichi Ishihara, Carlos Errando-Herranz,
Abstract要約: 超伝導ナノワイヤ単光子検出器(SNSPD)では、磁場が検出効率を大幅に低下させる。本研究では, 固有検出効率(IDE)が低いバイアス電流で向上し, 高い電流で抑制されることを示す。磁場下での超伝導デバイスの劣化を最小限に抑えることで、検出器集積スピン光学や原子量子プロセッサなどの応用が可能になる。
参考スコア（独自算出の注目度）: 0.3564069427286165
License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
Abstract: While magnetic fields and superconductors are both central to classical and quantum technologies, their combined use is often challenging, as magnetic fields significantly affect superconducting device performance. In superconducting nanowire single-photon detectors (SNSPDs), magnetic fields drastically reduce detection efficiencies, hampering their application in magnetically-active classical and quantum photonics. Here, we systematically characterize the performance of NbTiN SNSPDs under magnetic fields and show the enhancement of their intrinsic detection efficiency (IDE) at lower bias currents and its suppression at higher currents. This leads to SNSPD performance degradation through reduced or disappearing saturation plateaus. We show that the magnitude of this degradation is highly dependent on nanowire width and demonstrate width-optimized SNSPDs with saturating IDE for a wide range of photon energies under application-relevant magnetic fields. Minimizing degradation in superconducting devices under magnetic fields enables applications like detector-integrated spin-optic and atomic quantum processors, high-sensitivity magnetometry, and quantum transduction.
Abstract（参考訳）: 磁場と超伝導体は古典的および量子技術の両方の中心であるが、磁場が超伝導デバイスの性能に大きく影響するため、それらの組み合わせはしばしば困難である。超伝導ナノワイヤ単光子検出器(SNSPD)では、磁場が検出効率を大幅に低下させ、磁気活性古典および量子フォトニクスへの応用を妨げている。本稿では,NbTiN SNSPDの磁場下での性能を系統的に評価し,低バイアス電流における固有検出効率(IDE)の向上と高電流における抑制効果を示す。これにより、飽和高原の縮小または消失によりSNSPD性能が低下する。この劣化の大きさはナノワイヤ幅に大きく依存し, 応用磁場下での幅広い光子エネルギーに対する飽和IDEを用いた幅最適化SNSPDを示す。磁場下での超伝導デバイスの劣化を最小限にすることで、検出器集積スピン光学および原子量子プロセッサ、高感度磁気メソメトリー、量子トランスダクションなどの応用が可能になる。

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