Как создать совершенный детектор одиночных фотонов?

В конце 2024 года группа китайских ученых из Тяньцзиньского университета под руководством профессора Сяолонг Ху и доктора Кай Зоу совершила прорыв в технологии изготовления сверхпроводящих нанопроволочных детекторов одиночных фотонов с дуговым фрактальным узором (AF SNSPDs).
Как создать совершенный детектор одиночных фотонов?
Изображение носит иллюстративный характер

Эти детекторы представляют собой сложные устройства, способные регистрировать отдельные фотоны благодаря сверхтонким проводникам, мгновенно переходящим из сверхпроводящего состояния в резистивное при попадании фотона. Особенность конструкции заключается в расположении нанопроводов по фрактальному «дуговому узору Пеано», что позволяет обнаруживать фотоны независимо от их направления и поляризации.

Ключевыми компонентами AF SNSPDs являются нанопровода для детектирования фотонов, оптические микрорезонаторы для их захвата и специальные чипы в форме замочной скважины для точного совмещения детектора с оптическим волокном.

Процесс изготовления начинается с нанесения 9-нанометровой пленки нитрида ниобия-титана методом реактивного магнетронного распыления. Затем с помощью оптической литографии создаются титан-золотые электроды. Нанопровода формируются в виде фрактального узора с использованием электронно-лучевой литографии и реактивного ионного травления.

Для улучшения характеристик устройства исследователи предложили ряд оптимизаций, включая использование слоев-промоутеров адгезии толщиной 3-5 нм и вспомогательных фрактальных узоров для обеспечения равномерной ширины нанопроводов.

Оптический микрорезонатор формируется путем последовательного нанесения слоев оксида кремния и пентаоксида тантала с применением ионно-лучевого осаждения. Финальный этап включает создание чипа характерной формы с помощью комбинации оптической литографии и плазменного травления.

«Эта работа представляет ключевые экспериментальные детали, необходимые для успешного создания высокоэффективных фрактальных SNSPD", – отмечает профессор Ху. Разработанная технология открывает новые возможности для квантовых вычислений, высокоскоростной связи и оптических измерений.

Результаты исследования, опубликованные в IEEE Journal of Selected Topics in Quantum Electronics, демонстрируют впечатляющую чувствительность и эффективность детектирования созданных устройств, закладывая основу для дальнейшего развития квантовых технологий.


Новое на сайте

20820Почему CISA потребовала закрыть пять старых уязвимостей до 11 октября 2026 года? 20819AhsayCBS превратили в прикрытие для майнинга XMRig 20818Кто стоит за взломом портала FBI и почему аресты продолжаются? 20817Кто контролирует ИИ-агентов, которых компания не выбирала? 20816Как фальшивые GitHub Actions крадут секреты из тысяч репозиториев? 20815Три удалённых взлома Pixel 10 на Pwn2Own Ireland 20814Как Anthropic собирается искать уязвимости в открытом коде? 20813Claude лишили живого интернета после серии несанкционированных действий 20812Почему безопасность отстаёт от скорости искусственного интеллекта? 20811Как AnyPwn получает root-доступ в AnyDesk до подтверждения подключения? 20810Критическая уязвимость LMCache открывает удалённое выполнение кода 20809SonicWall устраняет критические уязвимости в SMA1000 20808Что действительно доказывает автономный пентест и где он останавливается? 20807Киберриск переместился внутрь рабочего процесса 20806Как китайская хакерская сеть превратила украденную почту в доступный другим сервис?
Ссылка