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超大面积超导纳米线阵列单光子探测器设计与制备
文献摘要：
超导纳米线单光子探测器(SNSPD)是综合性能最优异的新型单光子探测器之一,而传统的单像元SNSPD不具备空间分辨力,且光敏面小,光学耦合效率存在瓶颈,因此,研制大面积阵列器件是自由空间光子探测等应用的关键.然而,由于器件光敏面由大量超导纳米线组成,研发大面积的阵列SNSPD面临工艺复杂、成品率低、制备困难等问题.本文设计了一种超大面积纳米线阵列结构,利用电子束抗蚀剂氢倍半硅氧烷(HSQ)曝光后可形成氧化硅电学隔离层的特点,仅使用简化二维工艺即可完成大阵列SNSPD的制备,对多层结构的传统立体工艺实现了降维.器件经过行方向并联测量,未发现坏点,成品率高,且实现了基础的成像功能验证.此外,本设计中采用了全超导电极以减少电阻热效应,并在像元内增设了串并联电阻,从而均分偏置电流,同时能够可选地扩展阵列规模.本工作为超大型阵列SNSPD的设计与制备提供了一种思路,并有望应用于百万像素阵列SNSPD的制备,与高效读出电路结合实现兼备大视场和高灵敏度的焦平面光子探测与成像系统.
文献关键词：
超导纳米线单光子探测器;阵列器件;工艺优化;平面隔离层
中图分类号：
作者姓名：
张笑;吕嘉煜;管焰秋;李慧;王锡明;张蜡宝;王昊;涂学凑;康琳;贾小氢;赵清源;陈健;吴培亨
作者机构：
南京大学电子科学与工程学院,超导电子学研究所,南京 210023
文献出处：
引用格式：
[1]张笑;吕嘉煜;管焰秋;李慧;王锡明;张蜡宝;王昊;涂学凑;康琳;贾小氢;赵清源;陈健;吴培亨-.超大面积超导纳米线阵列单光子探测器设计与制备)[J].物理学报,2022(24):446-456
A类：
HSQ,平面隔离层
B类：
超大面积,纳米线阵列,超导纳米线单光子探测器,SNSPD,空间分辨,分辨力,光敏,耦合效率,阵列器件,自由空间光,成品率,阵列结构,电子束,硅氧烷,曝光,氧化硅,电学,多层结构,联测,坏点,功能验证,电阻热,热效应,串并联,偏置,阵列规模,超大型,百万,像素,读出电路,兼备,大视场,高灵敏度,焦平面,面光,成像系统
AB值：
0.227361
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