[发明专利]一种调控超导纳米线的单光子探测器及其制备方法

权利要求书

1.一种调控超导纳米线的单光子探测器的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

1）提供一衬底；

2）于所述衬底表面形成具有应力的超导纳米线；

3）基于所述具有应力的超导纳米线制备超导纳米线单光子探测器；

其中，步骤2）包括如下步骤：

于所述衬底表面形成超导纳米线材料层；

于所述超导纳米线材料层表面进行离子注入，以在所述超导纳米线材料层内引入应力；

采用光刻-刻蚀工艺对上述步骤所得到的超导纳米线材料层进行处理，以得到具有应力的所述超导纳米线；或

步骤2）包括如下步骤：

于所述衬底表面形成超导纳米线材料层；

采用光刻-刻蚀工艺对所述超导纳米线材料层进行处理，以得到超导纳米线结构；

于所述超导纳米线结构表面进行离子注入，以在所述超导纳米线结构内引入应力，从而形成具有应力的所述超导纳米线。

2.根据权利要求1所述的调控超导纳米线的单光子探测器的制备方法，其特征在于，所述离子注入工艺中的离子为惰性气体离子。

3.根据权利要求2所述的调控超导纳米线的单光子探测器的制备方法，其特征在于，所述离子注入工艺中的注入剂量为1*10¹⁴~1*10¹⁶cm^-2，注入能量为10~100keV，注入温度为0~600℃。

4.根据权利要求1所述的调控超导纳米线的单光子探测器的制备方法，其特征在于，所述离子注入工艺中的离子注入区域完全覆盖待引入应力层的表面和/或所述离子注入工艺中的离子穿透待引入应力层。

5.根据权利要求1所述的调控超导纳米线的单光子探测器的制备方法，其特征在于，所述超导纳米线的材料包括NbN、Nb、TaN、TiN、NbTiN或WSi。

6.根据权利要求1所述的调控超导纳米线的单光子探测器的制备方法，其特征在于，步骤1）和步骤2）之间还包括：于所述衬底表面形成反射膜的步骤，其中，所述反射膜形成于所述衬底与所述超导纳米线之间。

7.一种调控超导纳米线的单光子探测器，采用如权利要求1~5任一项所述的调控超导纳米线的单光子探测器的制备方法制备，其特征在于，包括：

衬底；

超导纳米线，位于所述衬底表面，其中，所述超导纳米线为具有应力的超导纳米线。

8.根据权利要求7所述的调控超导纳米线的单光子探测器，其特征在于，所述超导纳米线单光子探测器还包括反射膜，所述反射膜位于所述衬底与所述超导纳米线之间。

9.根据权利要求8所述的调控超导纳米线的单光子探测器，其特征在于，所述反射膜包括交替叠置的SiO₂薄膜层与Si薄膜层、交替叠置的SiO₂薄膜层与TiO₂薄膜层或交替叠置的SiO₂薄膜层与Ta₂O₅薄膜层。

10.根据权利要求7所述的调控超导纳米线的单光子探测器，其特征在于，所述超导纳米线的材料包括NbN、Nb、TaN、TiN、NbTiN或WSi。

11.根据权利要求7所述的调控超导纳米线的单光子探测器，其特征在于，所述超导纳米线包括若干条平行间隔排布的直线部及将所述直线部依次首尾连接的连接部。