[发明专利]一种表面等离激元增强的超导单光子探测器及其制备方法

权利要求书

1.一种表面等离激元增强的超导单光子探测器，其特征在于，在基于氮化铌的超导单光子探测器的纳米线区表面布置有金纳米颗粒。

2.如权利要求1所述的表面等离激元增强的超导单光子探测器，其特征在于，所述的金纳米颗粒的粒径为15nm～25nm。

3.一种表面等离激元增强的超导单光子探测器的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

S2：将含有十二烷基硫醇-金纳米颗粒的溶液滴入装有水的聚四氟乙烯容器里面；

S3：待溶剂蒸发后，在水和空气的界面形成单层的金纳米颗粒层；

S4：用聚二甲基硅氧烷蘸取单层的金纳米颗粒层；

S5：将聚二甲基硅氧烷上的单层的金纳米颗粒层转贴至基于氮化铌的超导单光子探测器的纳米线性区。

4.如权利要求3所述的表面等离激元增强的超导单光子探测器的制备方法，其特征在于，该方法还包括步骤S1：制备氮化铌的超导单光子探测器；所述的步骤S1包括以下步骤：

S11：将氧化镁基片依次放入丙酮溶液、酒精溶液和去离子水中超声清洗并吹干；

S12：对氧化镁基片进行氩离子清洗；

S13：采用磁控溅射的方法在氧化镁基片上镀上一层氮化铌薄膜；

S14：在氮化铌薄膜上刻蚀出氮化铌纳米线条；

S15：在氮化铌薄膜上构建金薄膜电极。

5.如权利要求4所述的表面等离激元增强的超导单光子探测器的制备方法，其特征在于，所述步骤S1中在步骤S11之前还包括步骤S10：对氧化镁基片进行双面抛光。

6.如权利要求4所述的表面等离激元增强的超导单光子探测器的制备方法，其特征在于，所述步骤S14包括：

S141：在氮化铌薄膜上旋涂一层电子束抗蚀剂；

S142：在电子束抗蚀剂上通过电子束刻蚀出纳米线条；

S143：用反应离子刻蚀的方式对氮化铌薄膜进行刻蚀，形成氮化铌纳米线条；

S144：洗去残留的电子束抗蚀剂。

7.如权利要求6所述的表面等离激元增强的超导单光子探测器的制备方法，其特征在于，所述的电子束抗蚀剂为聚甲基丙烯酸甲酯；步骤S144为用1-甲基2-吡咯烷酮在恒温水浴中洗去残留的聚甲基丙烯酸甲酯。

8.如权利要求4或6所述的表面等离激元增强的超导单光子探测器的制备方法，其特征在于，所述的纳米线条宽为50nm～100nm，其间距为50nm～100nm。

9.如权利要求4所述的表面等离激元增强的超导单光子探测器的制备方法，其特征在于，所述步骤S15包括以下步骤：

S151：在氮化铌薄膜表面旋涂光刻胶；

S152：通过深紫外曝光的方式在光刻胶上形成电极图形；

S153：通过磁控溅射的方式镀上一层金薄膜构成金薄膜电极；

S154：洗去光刻胶。

10.如权利要求9所述的表面等离激元增强的超导单光子探测器的制备方法，其特征在于，所述光刻胶为AZ1500；所述的步骤S154为在丙酮中洗去AZ1500。