European Commission logo
polski polski
CORDIS - Wyniki badań wspieranych przez UE
CORDIS

Uncooled Nanopillar Single-Photon Avalanche Diodes (NP-SPADs) at Telecommunication Wavelengths

Opis projektu

Czas na komercjalizację wydajnych czujników pojedynczych fotonów na potrzeby zastosowań telekomunikacyjnych

Przesyłanie i odbieranie informacji kwantowych na dużych odległościach z wykorzystaniem pojedynczych fotonów i długości fal telekomunikacyjnych będzie stanowiło przełom w dziedzinach teledetekcji i kwantowego przetwarzania informacji. W ramach finansowanego przez Unię Europejską projektu NP-SPAD naukowcy opracują system urządzeń wykorzystujących zbudowane z materiałów półprzewodnikowych jednofotonowe fotodiody lawinowe (ang. single-photon avalanche diode, SPAD) działające na długości fali 1,55 µm. Celem naukowców jest poprawa skuteczności wykrywania fotonów o 20 %, a także znaczące zmniejszenie liczby występowania ciemnych punktów, w porównaniu do dostępnych na rynku fotodiod lawinowych działających w trybie Geigera. Jeśli projekt zakończy się sukcesem, przyczyni się do znaczącego rozwoju i komercjalizacji wysokowydajnych półprzewodnikowych diod SPAD, co pozwoli Unii Europejskiej wysunąć się na pierwsze miejsce w dziedzinie technologii detekcji w oparciu o pojedyncze fotony.

Cel

High efficiency detection of single photons at telecommunication wavelengths (notably at 1.55 µm) is critical for emerging technologies, such as free-space and on-fiber quantum information processing, eye-safe and long-distance light detection and ranging (LiDAR), and highly sensitive remote sensing. This research project aims to meet this critical need by developing III-V nanopillar-based uncooled single-photon avalanche diodes (NP-SPADs), which are composed of nanostructured InAsP-InP Geiger-mode avalanche photodiodes (GmAPDs) with self-assembled plasmonic gratings, operating at 1.55 µm. Compared with commercially available InGaAs(P)-InP GmAPDs, the proposed device scheme significantly suppresses thermally generated carriers and trap state population by a factor of 20 to 100 due to the extremely small fill factor of nanopillar arrays (less than 5%). All the while, sufficient optical absorption is maintained via surface plasmon resonance by the plasmonic gratings. The sum combination of these unique capabilities offers the promise of achieving NP-SPADs with free-running mode operation, high photon detection efficiency (PDE; probability of detecting a single photon) of 10 – 20%, low dark count rate (DCR; rate of false detection) of ~50 Hz, and high photon count rate ≥5 MHz. If successful, this approach can drastically stimulate the development and commercialization of high performance semiconductor-based NP-SPADs, putting European Union (EU) at the forefront of cutting-edge technology in single photon detection.

System finansowania

MSCA-IF-EF-ST - Standard EF

Koordynator

CARDIFF UNIVERSITY
Wkład UE netto
€ 224 933,76
Adres
NEWPORT ROAD 30 36
CF24 0DE Cardiff
Zjednoczone Królestwo

Zobacz na mapie

Region
Wales East Wales Cardiff and Vale of Glamorgan
Rodzaj działalności
Higher or Secondary Education Establishments
Linki
Koszt całkowity
€ 224 933,76