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Timing jitter in photon detection by straight superconducting nanowires: Effect of magnetic field and photon flux

Sidorova, Mariia und Semenov, Alexey und Huebers, H.-W. und Kuzmin, Artem und Doerner, Stefan und Ilin, Konstantin und Siegel, M. und Charaev, Ilya und Vodolazov, Denis (2018) Timing jitter in photon detection by straight superconducting nanowires: Effect of magnetic field and photon flux. Physical Review B, 98, Seite 134504. American Physical Society. doi: 10.1103/PhysRevB.98.134504. ISSN 2469-9950.

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Kurzfassung

We studied the effects of the external magnetic field and photon flux on timing jitter in photon detection by straight superconducting NbN nanowires. At two wavelengths 800 and 1560 nm, statistical distribution in the appearance times of photon counts exhibits Gaussian shape at small times and an exponential tail at large times. The characteristic exponential time is larger for photons with smaller energy and increases with external magnetic field while variations in the Gaussian part of the distribution are less pronounced. Increasing photon flux drives the nanowire from the discrete quantum detection regime to the uniform bolometric regime that averages out fluctuations of the total number of nonequilibrium electrons created by the photon and drastically reduces jitter. The difference between standard deviations of Gaussian parts of distributions for these two regimes provides the measure for the strength of electron-number fluctuations; it increases with the photon energy. We show that the two-dimensional hot-spot detection model explains qualitatively the effect of magnetic field.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/141286/
Dokumentart:Zeitschriftenbeitrag
Titel:Timing jitter in photon detection by straight superconducting nanowires: Effect of magnetic field and photon flux
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Sidorova, MariiaMariia.Sidorova (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Semenov, AlexeyAlexei.Semenov (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Huebers, H.-W.Heinz-wilhelm.huebers (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Kuzmin, Artemuniversity of karlsruheNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Doerner, Stefanuniversity of karlsruheNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Ilin, Konstantinuniversity of karlsruheNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Siegel, M.Institute of Micro- and Nanoelectronic Systems, University of KarlsruheNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Charaev, Ilyauniversity of karlsruheNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Vodolazov, DenisInstitute for Physics of Microstructures, Nizhny Novgorod, RussiaNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Datum:11 Oktober 2018
Erschienen in:Physical Review B
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Nein
Gold Open Access:Nein
In SCOPUS:Ja
In ISI Web of Science:Ja
Band:98
DOI:10.1103/PhysRevB.98.134504
Seitenbereich:Seite 134504
Verlag:American Physical Society
ISSN:2469-9950
Status:veröffentlicht
Stichwörter:Superconducting nanowires, jitter
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HGF - Programm:Raumfahrt
HGF - Programmthema:Technik für Raumfahrtsysteme
DLR - Schwerpunkt:Raumfahrt
DLR - Forschungsgebiet:R SY - Technik für Raumfahrtsysteme
DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben):R - Detektoren für optische Instrumente (alt)
Standort: Berlin-Adlershof
Institute & Einrichtungen:Institut für Optische Sensorsysteme > Terahertz- und Laserspektroskopie
Hinterlegt von: Semenov, Prof.Dr. Alexey
Hinterlegt am:15 Mär 2021 14:10
Letzte Änderung:22 Nov 2023 07:47

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