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Hot-spot relaxation time current dependence in niobium nitride waveguide-integrated superconducting nanowire single-photon detectors

Ferrari, Simone; Kovalyuk, Vadim; Hartmann, Wladislaw; Vetter, Andreas 1; Kahl, Oliver; Lee, Changhyoup 1; Korneev, Alexander; Rockstuhl, Carsten ORCID iD icon 1; Gol’tsman, Gregory; Pernice, Wolfram
1 Institut für Theoretische Festkörperphysik (TFP), Karlsruher Institut für Technologie (KIT)

Abstract:

We investigate how the bias current affects the hot-spot relaxation dynamics in niobium nitride. We use for this purpose a near-infrared pump-probe technique on a waveguide-integrated superconducting nanowire single-photon detector driven in the twophoton regime. We observe a strong increase in the picosecond relaxation time for higher bias currents. A minimum relaxation time of (22 ± 1) ps is obtained when applying a bias current of 50% of the switching current at 1.7 K bath temperature. We also propose a practical approach to accurately estimate the photon detection regimes based on the reconstruction of the measured detector tomography at different bias currents and for different illumination conditions.

Zugehörige Institution(en) am KIT Institut für Nanotechnologie (INT)
Institut für Photonik und Quantenelektronik (IPQ)
Institut für Theoretische Festkörperphysik (TFP)
Universität Karlsruhe (TH) – Interfakultative Einrichtungen (Interfakultative Einrichtungen)
Karlsruhe School of Optics & Photonics (KSOP)
Publikationstyp Zeitschriftenaufsatz
Publikationsjahr 2017
Sprache Englisch
Identifikator ISSN: 1094-4087
urn:nbn:de:swb:90-695424
KITopen-ID: 1000069542
HGF-Programm 43.23.01 (POF III, LK 01) Advanced Optical Lithography+Microscopy
Erschienen in Optics express
Verlag Optica Publishing Group (OSA)
Band 25
Heft 8
Seiten 8739-8750
Schlagwörter Photon counting, Infrared, Quantum detectors, Integrated optics, Multiphoton processes, Photon statistics
Nachgewiesen in Scopus
OpenAlex
Web of Science
Dimensions
Relationen in KITopen
Globale Ziele für nachhaltige Entwicklung Ziel 7 – Bezahlbare und saubere Energie

Verlagsausgabe §
DOI: 10.5445/IR/1000069542
Veröffentlicht am 09.05.2018
Originalveröffentlichung
DOI: 10.1364/OE.25.008739
Scopus
Zitationen: 17
Web of Science
Zitationen: 20
Dimensions
Zitationen: 17
Seitenaufrufe: 340
seit 04.05.2018
Downloads: 318
seit 17.05.2018
Cover der Publikation
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