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J-GLOBAL ID：201902226302423548   整理番号：19A1802542

超伝導ナノワイヤ単一光子検出器を用いたナノ秒時間分解能を持つ中赤外レーザ誘起蛍光:分子科学のための新しい技術【JST・京大機械翻訳】

Mid-infrared Laser-Induced Fluorescence with Nanosecond Time Resolution Using a Superconducting Nanowire Single-Photon Detector: New Technology for Molecular Science

著者 (8件)： Chen Li (Department of Dynamics at Surfaces, Max Planck Institute for Biophysical Chemistry, Germany) ,  Schwarzer Dirk (Department of Dynamics at Surfaces, Max Planck Institute for Biophysical Chemistry, Germany) ,  Verma Varun B. (National Institute of Standards and Technology, Colorado, United States) ,  Stevens Martin J. (National Institute of Standards and Technology, Colorado, United States) ,  Marsili Francesco (National Institute of Standards and Technology, Colorado, United States) ,  Mirin Richard P. (National Institute of Standards and Technology, Colorado, United States) ,  Nam Sae Woo (National Institute of Standards and Technology, Colorado, United States) ,  Wodtke Alec M. (Department of Dynamics at Surfaces, Max Planck Institute for Biophysical Chemistry, Germany)
資料名： Accounts of Chemical Research  (Accounts of Chemical Research)
巻： 50  号： 6  ページ： 1400-1409  発行年： 2017年 
JST資料番号： B0966A  ISSN： 0001-4842  CODEN： ACHRE4  資料種別： 逐次刊行物 (A)
記事区分： 原著論文  発行国： アメリカ合衆国 (USA)  言語： 英語 (EN)

抄録/ポイント： 物理化学で広く使われているUV光電子増倍管とは対照的に,中赤外検出器は感度が悪く,時間応答が遅いことが知られている。これは,分子科学における赤外分光法の重要性にもかかわらず,中赤外蛍光がより広く使用されていない理由を説明するのに役立つ。近年,中赤外における研究のための新しい実験的可能性を開くいくつかの新しい技術が開発されている。本研究では,物理化学者(レーザ誘起蛍光)により行われた典型的な実験での使用との経験を共有し,物理化学者(LN温度でInSb)により一般的に用いられる検出器とSNSPDを比較することにより,より有望な技術である超伝導ナノワイヤ単一光子検出器(SNSPD)の一つを示した。SNSPDは,蛇行ナノワイヤにパターン化した超伝導金属薄膜から作製した。ナノワイヤは超伝導温度T_c以下で冷却され,超伝導,I_cを破壊するために必要な臨界電流以下の定電流回路で保持される。光子の吸収により,得られた熱はナノワイヤの全幅にわたる超伝導を破壊するのに十分であり,電圧パルスとして検出できるイベントである。バンドギャップにより決定された長波長カットオフを持つ半導体ベース検出器とは対照的に,SNSPDは全中間IRスペクトルにわたって単一光子感度を示した。これらのデバイスは光検出技術研究の分野の外で広く使用されていないので,本研究の一つの重要な目標は,物理化学実験室におけるこれらのデバイスの実装のための実用的な詳細を提供することである。著者らは,必要なものを記述する広範な供給情報を提供した。これは,液体窒素冷却モノクロメータに関する情報,中赤外繊維を含む光学収集システム,および0.3Kに達する閉鎖サイクル低温冷却器を含む。NaCl(100)表面上に形成された結晶性CO被覆層におけるエネルギープールに関する時間分解レーザ誘起赤外蛍光実験におけるこれらの検出器の利点を実証した。単一光子計数により得られた1.9~7.0μmの分散蛍光スペクトルを示した。また,このWSiベース検出システムの感度を3μmで推定した。システムの雑音等価電力(NEP)値は,従来のInSb光起電力素子の約10~3である。直接的な修正は,別の10000倍の改善を提供することが期待される。実験の時間分解能は,本研究で用いたレーザのパルス幅(fwhm=3.7ns)によってのみ制限されることを実証した。SNSPDの使用により,極低温分子結晶におけるエネルギープールの観察が劇的に改善された。Copyright 2019 American Chemical Society All rights reserved. Translated from English into Japanese by JST.【JST・京大機械翻訳】

シソーラス用語： パターン形成 ,  *超伝導 ,  *蛍光 ,  *時間分解能 ,  赤外スペクトル ,  バンドギャップ ,  *レーザ ,  エネルギー ,  *ナノ秒 ,  *光子 ,  *赤外線 ,  半導体 ,  *ナノワイヤ ,  金属薄膜
準シソーラス用語： *単一光子 , 【Automatic Indexing@JST】

分類 (1件)： 生物物理的研究法  (EA03020V)

タイトルに関連する用語 (7件)： 伝導 ,  ナノワイヤ ,  単一光子検出器 ,  ナノ秒 ,  時間分解能 ,  レーザ誘起蛍光 ,  分子科学