一种调控超导纳米线的单光子探测器及其制备方法技术

本发明专利技术提供一种调控超导纳米线的单光子探测器及其制备方法，所述制备方法包括如下步骤：提供一衬底；于所述衬底表面形成具有应力的超导纳米线；基于所述具有应力的超导纳米线制备超导纳米线单光子探测器。基于上述技术方案，本发明专利技术提供的超导纳米线单光子探测器保证器件材料层薄膜具有一定厚度的同时，可以降低器件材料的临界温度，并保证了器件材料的均一性及较小的转换温度宽度，提高器件的探测效率。

【技术实现步骤摘要】
一种调控超导纳米线的单光子探测器及其制备方法
本专利技术属于光探测器
，特别是涉及一种调控超导纳米线的单光子探测器及其制备方法。
技术介绍
超导纳米线单光子探测器(SuperconductingNanowireSinglePhotoDetector，SNSPD)是一种利用超导纳米膜线进行光子检测的高灵敏光子探测器。与传统半导体光子探测器相比，这类探测器具有高探测效率、低暗技术和高时间分辨率的特点。目前，SNSPD器件已经广泛应用于量子信息、单光子源表征，集成电路检测，高速光通讯和分子荧光检测等领域。目前的SNSPD主要采用3-6nm的高质量氮化铌(NbN)外延薄膜，纳米线宽度一般在100nm左右，SNSPD一般工作在1.4-4.2K的温度，偏置在略低于临界电流的状态，单个光子有足够的能量拆散超导材料中数百个库伯对从而形成热点，这些热点处会形成短暂的电阻态，使得器件两端有一个电压脉冲输出。通过对这个电压脉冲信号的技术实现对入射光子检测。在实际应用中，单光子探测器最重要的性能指标就是探测效率η(即，一个光子入射到探测器上输出电本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种调控超导纳米线的单光子探测器的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：/n1）提供一衬底；/n2）于所述衬底表面形成具有应力的超导纳米线；/n3）基于所述具有应力的超导纳米线制备超导纳米线单光子探测器；/n其中，步骤2）包括如下步骤：/n于所述衬底表面形成超导纳米线材料层；/n于所述超导纳米线材料层表面进行离子注入，以在所述超导纳米线材料层内引入应力；/n采用光刻-刻蚀工艺对上述步骤所得到的超导纳米线材料层进行处理，以得到具有应力的所述超导纳米线；或/n步骤2）包括如下步骤：/n于所述衬底表面形成超导纳米线材料层；/n采用光刻-刻蚀工艺对所述超导纳米线材料层进行处理，以得到超导纳米线结构；...

【技术特征摘要】
1.一种调控超导纳米线的单光子探测器的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
1）提供一衬底；
2）于所述衬底表面形成具有应力的超导纳米线；
3）基于所述具有应力的超导纳米线制备超导纳米线单光子探测器；
其中，步骤2）包括如下步骤：
于所述衬底表面形成超导纳米线材料层；
于所述超导纳米线材料层表面进行离子注入，以在所述超导纳米线材料层内引入应力；
采用光刻-刻蚀工艺对上述步骤所得到的超导纳米线材料层进行处理，以得到具有应力的所述超导纳米线；或
步骤2）包括如下步骤：
于所述衬底表面形成超导纳米线材料层；
采用光刻-刻蚀工艺对所述超导纳米线材料层进行处理，以得到超导纳米线结构；
于所述超导纳米线结构表面进行离子注入，以在所述超导纳米线结构内引入应力，从而形成具有应力的所述超导纳米线。


2.根据权利要求1所述的调控超导纳米线的单光子探测器的制备方法，其特征在于，所述离子注入工艺中的离子为惰性气体离子。


3.根据权利要求2所述的调控超导纳米线的单光子探测器的制备方法，其特征在于，所述离子注入工艺中的注入剂量为1*1014~1*1016cm-2，注入能量为10~100keV，注入温度为0~600℃。


4.根据权利要求1所述的调控超导纳米线的单光子探测器的制备方法，其特征在于，所述离子注入工艺中的离子注入区域完全覆盖待引入应力层的表面和/或所述离子注入工艺中的离子穿透待引入应力层。


5.根...

【专利技术属性】
技术研发人员：欧欣，尤立星，贾棋，张伟君，
申请(专利权)人：中国科学院上海微系统与信息技术研究所，
类型：发明
国别省市：上海;31