Detectores de corriente de conmutación en cascada basados en conjuntos de uniones Josephson

Área de la Ciencia:

• Física de la materia condensada
• Dispositivos superconductores
• Detección de fotones

Sus antecedentes:

• La sensibilidad del detector de fotones a menudo se mejora mediante la multiplicación en cascada.
• Los detectores convencionales (tubos de vacío, semiconductores) tienen un rendimiento de baja frecuencia limitado debido a las altas funciones de trabajo.
• Los detectores superconductores ofrecen una solución para los rangos de frecuencia de terahercios (THz) y microondas (MW).

Objetivo del estudio:

• Introducir un nuevo concepto para detectores superconductores amplificados en cascada.
• Para aprovechar las matrices de conexión de Josephson para mejorar la amplificación de la señal.
• Demostrar una mejora de la sensibilidad y de la relación señal-ruido en MW y THz.

Principales métodos:

• Desarrolló detectores superconductores amplificados en cascada utilizando matrices de unión de Josephson.
• Empleado acoplamiento de interjunción para desencadenar la conmutación en forma de avalancha en la absorción de fotones.
• Prototipos fabricados y probados utilizando uniones intrínsecas de Josephson basadas en Nb y BiSCCO de alta T.

Principales resultados:

• Amplificación en cascada demostrada de la tensión de lectura en las matrices de unión de Josephson.
• Se obtiene una mejor relación señal-ruido en comparación con los detectores convencionales de una sola unión.
• Respuesta confirmada en MW y THz en prototipos de detectores fabricados.

Conclusiones:

• Las matrices de unión de Josephson permiten la amplificación en cascada para detectores superconductores de alta sensibilidad.
• Los detectores desarrollados muestran ventajas significativas para las aplicaciones de banda ancha de MW a THz.
• Esta tecnología es prometedora para la próxima generación de detectores sensibles en el espectro MW-THz.