Интерес к однофотонным детекторам возник в связи с грядущей эрой квантовых коммуникаций. В 1999 году группа из University of Tokyo и Japan Science and Technology Corp. (JST), которую возглавляет S.Komiyama (в нее входят и два бывших российских ученых О.Астафьев и В.Антонов), изготовила подобный фотодетектор, основанный на переходах электронов между уровнями Ландау в многоэлектронной квантовой точке, играющей роль центрального островка в структуре одноэлектронного транзистора. Недостатком прибора является потребность в большом магнитном поле.
Недавно эти же авторы сообщили о более свежей версии детектора. Она основана на фотоионизации дополнительной квантовой точки (D2), расположенной рядом с основной (D1). Магнитное поле в этом случае не требуется. Удаление электрона из квантовой точки D2 приводит к ее положительному заряду, влияющему на протекание тока через другую большую квантовую точку D1. На рисунке представлены схема детектора (а), условное изображение фотоионизации квантовой точки (электрон уходит во вторую квантовую точку или в электрод) (b) и смещение пика проводимости одноэлектронного транзистора, включающего квантовую точку D1 под влиянием фотоионизации квантовой точки D2 (c). Поскольку детектор реагирует на субмиллиметровое излучение, прямая фотоионизация невозможна из-за слишком малой энергии фотона. Авторы объясняют ее тем, что излучение сначала раскачивает плазменную волну, а ионизацию вызывает гораздо более энергичный плазмон.
Однако если согласиться с этим объяснением, то пропадает свойство "однофотонности" детектора. Но все-таки остается свойство чрезвычайно высокой чувствительности, которая объективно измерена на эксперименте. А что касается объяснения эффекта, то и сами авторы признают, что не совсем в нем уверены.
http://perst.isssph.kiae.ru/
М. Ремизов
