一种基于特殊掺杂的超导铌薄膜材料的纳米线单光子探测器的制备方法

摘要

本发明公开了一种基于特殊掺杂的超导铌薄膜材料的纳米线单光子探测器的制备方法，包括如下步骤：将基片超声清洗并吹干；进行Ar离子洗；通过直流磁控溅射的方式生长特殊掺杂的超导Nb薄膜；旋涂电子束抗蚀剂，然后对电子束抗蚀剂进行电子束光刻，在电子束抗蚀剂上绘制出宽度小于或等于100nm的线条图形；用反应离子刻蚀的方式进行刻蚀，将线条图形转移到Nb薄膜上，形成Nb纳米线条；清洗残留的电子束抗蚀剂，并在样品的表面旋涂光刻胶，通过深紫外曝光的方式在光刻胶上形成电极图形；生长电极。本发明克服了现有的Nb材料制备的SNSPD超导转变温度低，临界电流密度低，光响应波长短的难题。

主权项

一种基于特殊掺杂的超导铌薄膜材料的纳米线单光子探测器的制备方法，包括如下步骤：(1)将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；(2)将清洗好的基片送入磁控溅射设备的副室，进行Ar离子洗；(3)将Ar离子洗后的基片送入磁控溅射设备的主室，在磁控溅射设备的主室安装有特殊掺杂的Nb靶材，该Nb靶材各成分质量百分比分别为Nb：99.6%，Al：0.2%，Fe：0.12%,，Si：0.05%，Ti：0.02%，Cr：0.01%，通过直流磁控溅射的方式生长特殊掺杂的超导Nb薄膜；(4)在步骤(3)加工后的样品的表面旋涂电子束抗蚀剂，然后对电子束抗蚀剂进行电子束光刻，在电子束抗蚀剂上绘制出宽度小于或等于100nm的线条图形；(5)用反应离子刻蚀的方式进行刻蚀，将所述线条图形转移到Nb薄膜上，形成Nb纳米线条；(6)清洗残留的电子束抗蚀剂，并在样品的表面旋涂光刻胶，通过深紫外曝光的方式在光刻胶上形成电极图形；(7)生长电极。