Разработка однофотонных детекторов на кинетической индуктивности для видимого, ближнего и дальнего инфракрасного диапазонов

Цель: разработка однофотонных детекторов на кинетической индуктивности видимого, дальнего ближнего и дальнего ИК-диапазонов на основе пленок TiN; исследование времени релаксации энергии в сверхпроводящих пленках алмаза, легированного бором; разработка и исследование сверхпроводникового однофотонного детектора на основе нанопроводника из NbN для когерентного детектирования слабых сигналов. Построена аналитическая модель механизмов релаксации в тонких разупорядоченных пленках WSi с учетом эффекта фононного «узкого горла». Разработаны технологии изготовления образцов наноструктур на основе ультратонких сверхпроводниковых пленок TiN и алмаза, легированного бором, на подложках из кремния. Оптимизирован метод определения времени релаксации сопротивления, основанный на поглощении амплитудно-модулированного субТГц-излучения. Разработан метод измерения чувствительности сверхпроводникового однофотонного детектора в режиме когерентного приема, основанный на регистрации частоты биений двух лазеров, что приводит к зависимости величины вероятности детектирования фотоосчетов от времени. Изучены сверхпроводящие характеристики и материальные параметры созданных наностуруктур на основе пленок TiN: поверхностное сопротивление, критическая температура перехода, ширина сверхпроводящего перехода, плотность критического тока. Предложен и исследован гетеродинный приемник на основе сверхпроводникового однофотонного детектора. Приемник представляет собой чип с детектором на основе тонкопленочного NbN в виде меандра вместе с одномодовым оптическим волноводом. Нанопроволока из NbN расположена на нанофотонном волноводе из Si₃N₄, имеющем длину, необходимую для эффективного поглощения поступающих фотонов.