基于几何的超导纳米线单光子探测器磁场韧性
超导电性
2026-05-13 v1 应用物理
仪器与探测器
光学
量子物理
摘要
虽然磁场和超导体都是经典与量子技术的核心，但二者的组合往往具有挑战性，因为磁场显著影响超导器件性能。在超导纳米线单光子探测器(SNSPDs)中，磁场大幅降低探测效率，阻碍其在磁性活性经典和量子光子学中的应用。本文系统表征了NbTiN SNSPDs在磁场下的性能，显示其在较低偏置电流下的固有探测效率(IDE)得到提升，而在较高偏置电流下则受到抑制。这导致通过减少或消除饱和平缓区而降低SNSPD性能。我们表明，这种降解程度高度取决于纳米线宽度，并展示了经过宽度优化的SNSPDs，可在广泛范围的光子能量下实现磁场下的饱和IDE。最小化超导器件在磁场下的降解，使其能够应用于探测器集成自旋光学和原子量子处理器、高灵敏度磁力计以及量子信号转换。
引用
@article{arxiv.2605.10968,
title = {Geometry-enabled magnetic resilience in superconducting nanowire single-photon detectors},
author = {Marinus C. van der Maas and Lin Jin and Ilhan Tunç and Raymond Vermeulen and Henri Ervasti and Ravi Gopie and Jan Riegelmeyer and Marco Colangelo and Ryoichi Ishihara and Carlos Errando-Herranz},
journal= {arXiv preprint arXiv:2605.10968},
year = {2026}
}
备注
31 pages, 16 figures