Быстродействующий сверхпроводниковый однофотонный детектор среднего-ИК диапазона на основе пленок нитрида ниобияFast superconducting single-photon detector for mid-IR range based on niobium nitride films

Диссертационное исследование посвящено разработке быстрых однофотонных детекторов для среднего-ИК диапазона на основе сверхпроводящих пленок нитрида ниобия (NbN). В работе были рассмотрены теоретические подходы к увеличению вероятности фотоотклика сверхпроводниковых однофотонных детекторов (SSPD) в длинноволновой области ИК диапазона. Для экспериментального исследования такой возможности был разработан процесс нанесения разупорядоченных сверхпроводящих пленок NbN методом реактивного магнетронного распыления, имеющих поверхностное сопротивление в нормальном состоянии порядка 1 кОм/квадрат при сохранении высокой критической температуры в 8 К. В результате проведенного исследования были разработаны сверхпроводниковые однофотонные детекторы, квантовая эффективность которых превысила отметку в 50 % на длине волны 3 мкм при рабочей температуре 2.2 К. При этом было сохранено быстродействие устройств - мертвое время составило менее 30 нс, а временное разрешение - 60 пс.