一种液氮冷却、具有超高响应度与 GHz 工作速度的超导转变边沿传感器
应用物理
2020-06-08 v1 超导电性
量子物理
摘要
基于纳米结构超导薄膜的光探测器目前是最灵敏的量子传感器之一，并且是量子信息、量子计算和射电天文学等广泛领域的关键使能技术。然而，其更广泛应用受限于需要昂贵低温恒温器的低工作温度。在此，我们展示了一种氮冷却超导转变边沿传感器，其性能特征较任何工作于 77K 以上的超导探测器均有数量级提升，响应度为 9.61x10^4 V/W，噪声等效功率为 15.9 fW/Hz-1/2，工作速度可达 GHz 频率。它基于高温超导体 Bi2Sr2CaCu2O8 的范德瓦耳斯异质结构，被制备成具有超小形状因子的纳米线。为凸显该探测器的通用性，我们展示了其在电信级 SiN 波导芯片上的制备与运行。我们的探测器显著放宽了超导探测器实际应用的要求，并展现出其在基于光子学的量子应用中的巨大潜力。
引用
@article{arxiv.2006.03130,
title = {A liquid nitrogen cooled superconducting transition edge sensor with ultra-high responsivity and GHz operation speeds},
author = {Paul Seifert and Jose Ramon Duran Retamal and Rafael Luque Merino and Hanan Herzig Sheinfux and John N. Moore and Mohammed Ali Aamir and Takashi Taniguchi and Kenji Wantanabe and Kazuo Kadowaki and Massimo Artiglia and Marco Romagnoli and Dmitri K. Efetov},
journal= {arXiv preprint arXiv:2006.03130},
year = {2020}
}