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。
基本情報
開放特許情報
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