Detektory pojedynczych fotonów na bazie supersieci-II rodzaju InAs/InAsSb i materiałów 2D aktywne w średniofalowym zakresie promieniowania podczerwonego i warunkach wysokotemperaturowych

Nr umowy: UMO-2023/48/Q/ST7/00144
Czas realizacji: 01.05.2023 – 30.04.2025
Koszty strony polskiej: 1 624 698,00 PLN
Podmiot realizujący: Wojskowa Akademia Techniczna
Kierownik projektu: płk prof. dr hab. inż. Piotr Martyniuk

Opis projektu:

Ostatnia dekada wskazuje na wzrost zainteresowania grup badawczych detekcją pojedynczych fotonów. Wynika to bezpośrednio z osiągów tych przyrządów, w szczególności wysokiej wartości wzmocnienia, czułości, szybkości odpowiedzi i łatwości integracji w systemach optoelektronicznych. Osiągi detektorów pojedynczych fotonów są stale poprawiane poprzez dobór architektury przyrządu i odpowiednim układom tłumiącym i przywracającym. Główną przyczyną tego trendu są niewątpliwie zastsowania w informatyce kwantowej, w szczególności – kwantowej dystybucji klucza.

Efektywność wykrywania pojedynczych fotonów na poziomie 50% została zademonstrowana dla długości fali < 2 μm. Zwiększenie długości fali do zakresu średniej podczerwieni może mieć potencjalne zastsowania w LIDARach, badaniu linii widmowych H₂O, CO₂, O₂, O₃, CH₄ i N₂O₃.

Biorąc powyższe pod uwagę głónym celem projektu będzie próba odpowiedzi na pytanie czy można uzyskać efektywność wykrywania pojedynczych fotonów na poziomie ~20% w zakresie średniej podczerwieni i warunkach wysokotemperaturowych (T~190 K) w przyrządach na bazie supersieci-II rodzaju InAs/InAsSb z warstwami „tłumiącymi” i „przywracającymi” (WAT) i materiałami dwuwymiarowymi BP/MoS₂ i BP/InSe (SITP).

Wyniki projektu mogą mieć charakter przełomowy, co w pełni potwierdza zasadność zaplanowanych zadań. Detekcja pojedynczych fotonów w zakresie średniej podczerwieni i wysokich temperaturach może pozwolić uzyskać warunki SWAP.