魔角双层石墨烯纳米量热计——迈向宽带、能量分辨的单光子探测
超导电性
2020-06-24 v1 介观与纳米尺度物理
量子物理
摘要
由于中红外和太赫兹频率的光子能量极低，在这些波段光电探测器的发展 notoriously 不足，且宽带单光子探测器（SPDs）尚不存在。先进的SPDs利用纳米结构超导体中的热效应，由于其高电子热容，目前性能仅限于能量更高的近红外光子。在此，我们展示了一种超导魔角扭曲双层石墨烯（MAG）器件，它利用其创纪录的低热容和尖锐超导转变来探测极低能量的单光子。我们从理论上量化了其量热光响应并估算了其探测极限。该器件允许探测从可见光到亚THz的超宽带单光子，响应时间约4 ns，能量分辨率优于1 THz。这些特性使MAG成为长波单光子传感的一种极佳材料，可能革新量子信息处理和射电天文等截然不同的领域。
引用
@article{arxiv.1911.04403,
title = {Magic-angle bilayer graphene nano-calorimeters -- towards broadband, energy-resolving single photon detection},
author = {P. Seifert and X. Lu and P. Stepanov and J. R. Duran and J. N. Moore and K. C. Fong and A. Principi and D. K. Efetov},
journal= {arXiv preprint arXiv:1911.04403},
year = {2020}
}