Fluctuation Mechanisms in Superconductors: Nanowire Single-Photon Counters, Enabled by Effective Top-Down Manufacturing

هولگر بارتولف مفاهیم تشخیص پیشرفته‌ای را بر اساس فناوری نانو ابررسانا و همچنین فرمول تحلیلی پیچیده‌ای که پدیده‌های نوسانات اتلاف‌کننده را در آشکارسازهای تک فوتونی نانوسیم ابررسانا مدل می‌کند، مورد بحث قرار می‌دهد. چنین دانشی برای توسعه دستگاه‌های پیشرفته‌ای که برای داشتن استحکام ذاتی در برابر نوسانات گردابی طراحی شده‌اند، مطلوب است و چشم‌اندازی را برای علم بنیادی شریف در فیزیک ماده متراکم فراهم می‌کند. به ویژه آشکارساز نانوسیم امکان تشخیص نویز بسیار کم سیگنال‌ها را با حساسیت تک فوتون و نرخ‌های تکرار گیگاهرتز فراهم می‌کند. چنین دستگاه‌هایی پتانسیل عظیمی برای تأثیرات فناوری در آینده دارند و ممکن است کاربردهای منحصربه‌فردی را فعال کنند (به عنوان مثال پیوندهای داده‌های اعماق فضای بین سیاره‌ای با نرخ بالا از مریخ به زمین).

Holger Bartolf discusses state-of-the-art detection concepts based on superconducting nanotechnology as well as sophisticated analytical formulæ that model dissipative fluctuation-phenomena in superconducting nanowire single-photon detectors. Such knowledge is desirable for the development of advanced devices which are designed to possess an intrinsic robustness against vortex-fluctuations and it provides the perspective for honorable fundamental science in condensed matter physics. Especially the nanowire detector allows for ultra-low noise detection of signals with single-photon sensitivity and GHz repetition rates. Such devices have a huge potential for future technological impact and might enable unique applications (e.g. high rate interplanetary deep-space data links from Mars to Earth).