L'utilisation de nanofils Nouveau Alliage de tungstène-Silicon améliorer l'efficacité du détecteur de photon unique

Published on July 2, 2011 at 7:37 AM

Par Cameron Chai

Le National Institute of Standards and Technology (NIST) des scientifiques ont remplacé le matériau supraconducteur utilisé dans son unique détecteur de photons avec un nouvel alliage de tungstène et de silicium, qui a augmenté l'efficacité du détecteur ainsi que sa sensibilité à la lumière avec des longueurs d'onde.

Avec la nouvelle de tungstène et de silicium en alliage, les détecteurs ultra-rapides peuvent être utilisés dans des expériences étudiant la nature de la réalité, les systèmes et les communications quantiques et des applications va-et-vient, comme la télédétection.

Le détecteur de nanofils supraconducteurs est l'un parmi les nombreux capteurs conçus ou utilisés au NIST pour enregistrer des photons uniques.

Micrographie colorisée d'un ultra-simple détecteur de photons fait de nanofils supraconducteurs

Le modèle en alliage de tungstène et de silicium du NIST a démontré une efficacité de 19-40% sur une large gamme de longueurs d'onde entre 1280 et 1650 nm, ce qui comprend des spectres utilisés dans les télécommunications. Les restrictions du détecteur sont principalement dues à l'absorption des photons imparfait et son efficacité pourrait atteindre 100% par des améliorations de conception supplémentaires.

Détecteurs de nanofils supraconducteurs sont ultra rapide et peut compter environ un milliard de photons par seconde. Ils démontrent au minimum compte sombres ou faux, fonctionner avec une large gamme de longueurs d'onde, et de générer des signaux forts, notamment aux longueurs d'onde des télécommunications.

La production de long, étroit, nanofils haute sensibilité du nitrure de niobium est difficile. La sensibilité de l'alliage de tungstène et de silicium de haute énergie, qui produit des signaux très fiable, est la principale raison de sa sélection par le NIST. L'alliage de tungstène et de silicium permet un photon à briser plusieurs paires d'électrons que le nitrure de niobium. La structure interne en alliage de tungstène est moins granuleux et plus uniforme, produisant des nanofils avec une haute sensibilité.

Avec une sensibilité plus élevée de l'énergie, les nanofils en tungstène-silicium alliage peut avoir de plus grandes tailles allant jusqu'à 150 nm largeur par rapport à 100 nm ou plus bas pour le nitrure de niobium, entraînant l'absorption de tous les photons sans effort grâce à l'expansion des domaines fonctionnels de le détecteur.

Les chercheurs du NIST maintenant essayer d'augmenter l'efficacité des détecteurs en alliage de tungstène en les ancrant dans des cavités optiques qui captent la lumière pour l'absorption ultra haute. Les détecteurs ultra efficaces nanofils peuvent être utilisées dans des applications exigeantes, y compris linéaire informatique quantique optique qui encode les données dans des photons uniques.

Source: http://www.nist.gov

Last Update: 11. October 2011 02:40

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