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氮化铌纳米线光学特性

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吴洋, 陈奇, 徐睿莹, 葛睿, 张彪, 陶旭, 涂学凑, 贾小氢, 张蜡宝, 康琳, 吴培亨. 2018: 氮化铌纳米线光学特性, 物理学报, 67(24): 262-268. doi: 10.7498/aps.67.20181646
引用本文: 吴洋, 陈奇, 徐睿莹, 葛睿, 张彪, 陶旭, 涂学凑, 贾小氢, 张蜡宝, 康琳, 吴培亨. 2018: 氮化铌纳米线光学特性, 物理学报, 67(24): 262-268. doi: 10.7498/aps.67.20181646
shu
Wu Yang, Chen Qi, Xu Rui-Ying, Ge Rui, Zhang Biao, Tao Xu, Tu Xue-Cou, Jia Xiao-Qing, Zhang La-Bao, Kang Lin, Wu Pei-Heng. 2018: Optical properties of niobium nitride nanowires, Acta Physica Sinica, 67(24): 262-268. doi: 10.7498/aps.67.20181646
Citation: Wu Yang, Chen Qi, Xu Rui-Ying, Ge Rui, Zhang Biao, Tao Xu, Tu Xue-Cou, Jia Xiao-Qing, Zhang La-Bao, Kang Lin, Wu Pei-Heng. 2018: Optical properties of niobium nitride nanowires, Acta Physica Sinica, 67(24): 262-268. doi: 10.7498/aps.67.20181646
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氮化铌纳米线光学特性

  • 南京大学电子科学与工程学院,南京,210093

Optical properties of niobium nitride nanowires

  • 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.
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出版历程

氮化铌纳米线光学特性

  • 南京大学电子科学与工程学院,南京,210093

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.

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