Photon counting superconducting detectors for deep space laser communication hero
NASA Goddard

Photon counting superconducting detectors for deep space laser communication

De mest effektiva och snabbaste sensorerna för att registrera fotonerna i infrarött ljus är sensorer tillverkade av mycket smala (100 nm breda) remsor av supraledande film: supraledande nanotrådsensorer. När en foton absorberas av en sådan nanotråd, värms en liten bit av nanotråden upp av den energi som frigörs, och sensorn skapar en spänningspuls som är stark nog att registreras. Det avbrott som blir i de supraledande egenskaperna måste vara mycket kort så att sensorn snabbt kan vara redo att reagera på nästa foton. Sådana här nanotrådar måste vara mycket långa för att kunna täcka in den optiska fiberns tvärsnitt. Den långa nanotrådens självinduktion gör att nedkylningen av elektronerna tar mycket längre tid, ungefär 1-10 ns. För att övervinna problemet med självinduktion hos nanotråden kommer vi att använda filmer av supraledande magnesiumdiborid (MgB2). En särskild teknik för att framställa detta material har utvecklats i vårt laboratorium. Den gör att vi kan tillverka väldigt rena filmer som är så tunna som 15–20 nm. Vi uppskattar att självinduktionen i MgB2-filmer av hög kvalitet kommer att vara 100 gånger lägre än i de material som används i dag. En utmaning som återstår är dock att ytterligare minska tjockleken, ned till 5–10 nm, och att kunna tillverka nanotrådar som är 100 nm tunna utan att kompromissa med filmkvaliteten.

Diarienummer
198/16
Projektledare
Sergey Cherednichenko
Lärosäte
Chalmers tekniska högskola
2017
1 337 kkr
2018
1 355 kkr
2019
1 357 kkr
Total
4 049 kkr