超伝導単一光子検出素子および超伝導単一光子検出素子の製造方法

開放特許情報番号
L2009002794
開放特許情報登録日
2009/4/17
最新更新日
2015/8/20

基本情報

出願番号 特願2007-200727
出願日 2007/8/1
出願人 独立行政法人情報通信研究機構
公開番号 特開2009-038190
公開日 2009/2/19
登録番号 特許第5177482号
特許権者 国立研究開発法人情報通信研究機構
発明の名称 超伝導単一光子検出素子の製造方法
技術分野 情報・通信、電気・電子
機能 機械・部品の製造、その他
適用製品 情報通信、光通信
目的 この発明は、超伝導単一光子検出素子および超伝導単一光子検出素子の製造方法に関わるもので、窒化ニオブからなる超伝導ナノワイヤ(窒化ニオブ配線)を用いた単一光子検出素子及びその製造方法を提供する。
効果 この発明の方法によれば、光子との光カップリング性及び光吸収に優れ、これによって量子効率の大幅な改善が可能な超伝導単一光子検出および超伝導単一光子検出素子の製造方法が得られる。
技術概要
従来、量子通信分野で利用される光子を1個ずつ検出する積層構造の超伝導単一光子素子が用いられていた。しかし、これらには、光検出部として機能するナノワイヤが配置されたサファイア基板の表面と裏面側からの光照射の関係で、光子との光カップリング性の点で難点があった。この発明の超伝導単一光子素子は、光検出を80nm〜200nmのメアンダ状(蛇行形状)に形成し、超伝導状態で使用したナノワイヤで構成されている。ナノワイヤは、例えば2nm〜5nmの厚みの窒化ニオブ層を電子線でパターニングして製作される。ナノワイヤは超伝導状態とするために冷却し、U字状伝送路と矩形状伝送経路とに接続されている。そしてナノワイヤに臨界電流を僅かに下回るバイアス電流が流されている。この状態の素子のナノワイヤに光子が入射すると、光子が入射した箇所に常伝導領域(高抵抗領域)が発生し、電流はこの領域を迂回する様に流れ、常伝導領域はナノワイヤの幅方向全域に一時的に広がる。この幅方法の抵抗変化によって生ずる電圧信号から1個ずつの光子を信号として読み取ることが出来る。
イメージ図
実施実績 【無】   
許諾実績 【無】   
特許権譲渡 【否】
特許権実施許諾 【可】

登録者情報

その他の情報

関連特許
国内 【無】
国外 【無】   
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