Innovationsfeld - Informationsverarbeitung für Quantentechnologien

Infrarot-Einzelphotonendetektion über supraleitende Nanodrähte, maßgeschneidert in Anordnung, Temperatur und Magnetfeld

Ultraschnelle supraleitende Einzelphotonen-Nanodrahtdetektoren (SNSPDs) werden heutzutage in der Quantensensorik, Bildgebung und Informationsverarbeitung eingesetzt, z.B. im IR-Bereich bei der Telekommunikationswellenlänge von 1550 nm. Leider detektieren SNSPDs IR-Einzelphotonen wesentlich weniger effizient als sichtbare und energiereichere Photonen. Im Projekt „Infrared Single-Photon Detection via Superconductor Nanowires Tailored by Disorder, Temperature, and Magnetic Field“ entwickeln Gruppen vom ACP Jena (SNSPD-Fertigung, Transporteigenschaften), IQST Stuttgart (Dynamik von Supraleitern) und IQST Ulm (mikroskopisches Modell) neue Designregeln und Betriebsmodi, um die IR-Empfindlichkeit von SNSPDs zu verbessern. Die Forschungsfrage im Zentrum des Projekts lautet: Welche neuen Phänomene treten im Zusammenspiel von Einzelphotonenabsorption und Vortex-Dynamik in einem SNSPD mit Unordnung auf, wenn ein äußeres Magnetfeld angelegt wird?