氮化铌纳米线光学特性

• 作者: 吴培亨 吴洋 康琳 张彪 张蜡宝 徐睿莹 涂学凑 葛睿 贾小氢 陈奇 陶旭
• 来源期刊: 物理学报
• 关键词: 超导 吸收率 氮化硅 布拉格反射镜
• 年，卷（期）: 2018,（24）
• 所属期刊栏目: 物理交叉学科及有关科学技术领域
• 页码范围: 262-268
• 页数: 7页
• 字数: 4356字
• 语种: 中文
• DOI: 10.7498/aps.67.20181646

摘要

氮化铌(NbN)纳米线是超导纳米线单光子探测器(SNSPD)常用的光敏材料,其光学性质是影响SNSPD性能的关键因素.本文结合实验数据和仿真结果,系统研究了多种NbN超导纳米线探测器器件结构的光学特性,表征了以下四种器件结构下的反射光谱以及透射光谱:1)双面热氧化硅衬底背面对光结构;2)双面SiN硅衬底背面对光结构;3)硅衬底上以金层+SiN缓冲层为反射镜的正面对光结构;4)以分布式布拉格反射镜(DBR)为衬底的正面对光结构.并在上述四种器件结构基础上,生长了不同厚度的NbN薄膜,观察不同厚度NbN薄膜的吸收效率.经分析,发现在不同器件结构下的最佳NbN厚度与光吸收率的关系如下:双面热氧化硅衬底上的NbN层在1606 nm处最大吸收率为91.7％,其余结构在最佳NbN厚度条件下吸收率都能达到99％以上.其中双面SiN的硅衬底结构中最大吸收率为99.3％,Au+SiN为99.8％,DBR为99.9％.最后,将DBR器件实测结果与仿真结果进行了差异性分析.这些结果对高效率SNSPD设计与研制具有指导意义.