基于Nb超导隧道结的太赫兹单光子探测器的研究

项目名称： 基于Nb超导隧道结的太赫兹单光子探测器的研究

项目编号： No.11403084

项目类型： 青年科学基金项目

立项/批准年度： 2014

项目学科： 天文学、地球科学

项目作者： 李欣幸

作者单位： 中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所

项目金额： 26万元

中文摘要： 由于极低的背景光子率，用于空间观测应用的红外和亚毫米波干涉仪需要高灵敏、高速度的探测器。太赫兹单光子探测器可以满足这一需求。基于双量子点或双量子阱等半导体人工量子结构的太赫兹单光子探测器往往具有工艺复杂、探测面积小、光子俘获率低、灵敏度低且需在极低温工作环境的缺点。针对这些缺点，本项目面向700 GHz以上空间天文观测应用，提出了快速原理验证一种新型超导单光子探测器结构的研究方案。本项目依托合作单位已具备的超导隧道结技术和项目组已具备的射频单电子晶体管电荷探测技术在同一芯片上分别完成光子-电荷转换和高灵敏度的电荷探测，完成该新型单光子探测器的快速原理验证。通过项目实施，获得超导单光子探测器的器件模型、制备技术和测试技术，为进一步开发实用高灵敏度、高速、低功耗的太赫兹超导光子探测器提供支持。

中文关键词： 太赫兹；单电子晶体管；近场探测；射频读出；直接检波

英文摘要： Terahertz single-photon detector (THz-SPD) allows for space-based far-infrared or submillimeter-wave interferometers to take the full advantage of the very-low background photon rates. Formally proposed and demonstrated THz-SPDs based on artificial semico

英文关键词： terahertz；single electron transistor；near field detection；RF readout；direct detection