一个高性能纳米线单光子雪崩探测器的高效建模工作流
Zhe Li1, Hark Hoe Tan1, Chennupati Jagadish1
1Australian Research Council Centre of Excellence for Transformative Meta-Optical Systems, Department of Electronic Materials Engineering, Research School of Physics, The Australian National University, Canberra ACT 2601, Australia.
Nanotechnology
|January 18, 2024
概括
我们开发了一种高效的工作流程,用于模拟量子技术的纳米线单光子探测器 (SPD). 这种方法预测了关键的性能指标,表明纳米线SPD可以在室温下与超导体竞争.
科学领域:
- 量子技术 量子技术是一种量子技术.
- 光电学是指光电子产品.
- 半导体设备物理 半导体设备物理
背景情况:
- 单光子探测器 (SPD) 对于量子通信和下一代量子技术至关重要.
- 现有的SPD技术在性能,成本或操作条件方面面临挑战.
研究的目的:
- 提出和验证一个高效的计算工作流程,用于建模纳米线单光子探测器 (SPD).
- 以优化基于纳米线结构的雪崩SPD的设计和性能预测.
主要方法:
- 开发一种混合建模工作流程,将漂移扩散模拟与基于脚本的后处理相结合,以提高计算效率.
- 应用工作流来建模一个酸 (InP) 纳米线雪崩SPD.
- 对平面和超导纳米线SPD进行比较分析.
主要成果:
- 工作流准确地预测关键性能指标:故障电压,雪崩时间,光子检测效率 (PDE),暗计数率 (DCR) 和时间动.
- 纳米线雪崩 SPD 显示出超越平面设备的潜力.
- 在非低温温度下达到高PDE (70%) 和低DCR (<20 Hz),与超导SPD相美.
结论:
- 提议的高效建模工作流允许快速预测纳米线SPD性能.
- 纳米线雪崩SPD为超导SPD提供了有希望的替代方案,在室温下提供高性能.
- 工作流可适应复杂的2D和3D设备结构的建模.
