《超導納米線三維結構的均勻性研究》是依託南京大學，由賈小氫擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：超導納米線三維結構的均勻性研究
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：賈小氫
- 依託單位：南京大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
超導納米線單光子探測器(SNSPD)在量子密鑰分發、微弱光檢測、遠距離成像、深空通訊等領域均具有重要套用價值。厚度在3-10納米、寬度在50-200 納米的超導線條是SNSPD器件的核心。納米線條的材料均勻性和圖形均勻性直接決定了器件的探測效率、暗記數等重要參數，均勻的納米線條也是提高器件成品率和一致性的關鍵，是製備更大規模陣列器件、擴展器件套用領域的基礎。本項目將在前面的工作基礎之上，從電熱模型分析、薄膜材料生長及性能表征三方面著手，通過COMSOL軟體仿真結合多種表征手段深入探究縱向維度上薄膜的結晶狀態和缺陷、表面和界面結構，橫向維度上納米線條尺寸和形狀等與器件性能之間的關係。利用圖形分析軟體建立納米線條三維結構均勻性評價體系。採用薄膜緩衝層、曝光補償、圖形補償等措施全方位提高超導納米線條均勻性，從而突破器件規模和成品率兩大瓶頸，為進一步最佳化器件性能和推進器件的發展提供支撐。
結題摘要
超導納米線單光子探測器(SNSPD)在量子密鑰分發、微弱光檢測、遠距離成像、深空通訊等領域均具有重要套用價值。厚度在3-10納米、寬度在50-200 納米的超導線條是SNSPD器件的核心。納米線條的材料均勻性和圖形均勻性直接決定了器件的探測效率、暗記數等重要參數，均勻的納米線條也是提高器件成品率和一致性的關鍵，是製備更大規模陣列器件、擴展器件套用領域的基礎。本項目從薄膜材料生長、納米線最佳化加工及薄膜及納米線均勻性分析三方面著手，結合多種表征手段深入探究縱向維度上薄膜的結晶狀態和缺陷、表面和界面結構，橫向維度上納米線條尺寸和形狀等與器件性能之間的關係。利用元素成像和圖形分析手段建立納米線條結構均勻性評價體系。採用增加靶材面積、添加緩衝層、保護層、圖形最佳化等措施全方位提高超導納米線條均勻性，有效提升了器件的關鍵性能，並將高性能器件套用到了測距和成像等領域。這些都為進一步最佳化器件性能和推進器件的發展提供支撐。
