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2024-04-12 12:31:58

利用高温超导体进行单光子探测

单个光量子的检测对于量子通信、荧光寿命成像、遥感等极为重要,由于其高检测效率、优异的信噪比和快速的恢复时间,超导纳米线单光子探测器(SNSPD)已成为这些应用中的关键组件。然而,常规SNSPD的操作需要昂贵的低温冷却器。鉴于此,来自麻省理工学院的K. K. Berggren等人报道了两种类型的高温超导纳米线的制备。文章要点:1) 该研究在1.5 μm的电信波长下,观察到了光子计数率对辐射功率的线性缩放,从而揭示了单光子操作;2) 此外,由Bi2Sr2CaCu2O8+δ薄片制成的SNSPD表现出高达25 K的单光子响应、 对于来自La1.55Sr0.45CuO4/La2CuO4双层膜的SNSPD,则观察到这种响应高达8 K,且虽然潜在的检测机制尚不完全清楚,但这一工作将SNSPD技术的材料家族扩展到液氦温度极限之外,并表明使用其他高温超导体可能达到更高的工作温度。参考资料:Charaev, I., Bandurin, D.A., Bollinger, A.T. et al. Single-photon detection using high-temperature superconductors. Nat. Nanotechnol. (2023). DOI: 10.1038/s41565-023-01325-2https://doi.org/10.1038/s41565-023-01325-2