基于超薄MgB2超導(dǎo)薄膜的超導(dǎo)納米線單光子探測(cè)器的初步研究的開(kāi)題報(bào)告題目：基于超薄MgB2超導(dǎo)薄膜的超導(dǎo)納米線單光子探測(cè)器的初步研究一、研究背景和意義：?jiǎn)喂庾犹綔y(cè)器是量子通信、精密測(cè)量、光學(xué)成像等領(lǐng)域中不可或缺的關(guān)鍵元件。目前，基于超導(dǎo)納米線的單光子探測(cè)器表現(xiàn)出極高的探測(cè)靈敏度和時(shí)間分辨率，成為研究熱點(diǎn)之一。而硼化鎂（MgB2）超導(dǎo)材料因其高超導(dǎo)轉(zhuǎn)變溫度和較大的結(jié)構(gòu)變形能力，被認(rèn)為是一種有潛力的超導(dǎo)材料。因此，基于超薄MgB2超導(dǎo)薄膜制備超導(dǎo)納米線單光子探測(cè)器，不僅能夠進(jìn)一步提高探測(cè)器的性能，而且有望在基于超導(dǎo)納米線的單光子技術(shù)方面開(kāi)拓新的應(yīng)用領(lǐng)域。二、研究?jī)?nèi)容：本研究主要包括以下內(nèi)容：1.采用物理氣相沉積法制備超薄MgB2超導(dǎo)薄膜；2.采用光刻和蒸發(fā)工藝制備超薄MgB2超導(dǎo)薄膜的超導(dǎo)納米線陣列；3.設(shè)計(jì)超導(dǎo)納米線陣列的電路結(jié)構(gòu)，制備超導(dǎo)納米線單光子探測(cè)器；4.對(duì)所制備的超導(dǎo)納米線單光子探測(cè)器進(jìn)行測(cè)試，比較其性能和現(xiàn)有的單光子探測(cè)器的差異。三、研究方法：1.物理氣相沉積法制備超薄MgB2超導(dǎo)薄膜；2.采用光刻和蒸發(fā)工藝制備超薄MgB2超導(dǎo)薄膜的超導(dǎo)納米線陣列；3.采用電子束曝光和化學(xué)腐蝕工藝制備超導(dǎo)納米線的電路結(jié)構(gòu)；4.利用超導(dǎo)納米線單光子探測(cè)器測(cè)試系統(tǒng)，對(duì)所制備的超導(dǎo)納米線單光子探測(cè)器進(jìn)行測(cè)試，比較其性能和現(xiàn)有的單光子探測(cè)器的差異。四、研究預(yù)期成果：1.成功制備超薄MgB2超導(dǎo)薄膜的超導(dǎo)納米線陣列；2.成功制備基于超薄MgB2超導(dǎo)薄膜的超導(dǎo)納米線單光子探測(cè)器；3.探究超導(dǎo)納米線單光子探測(cè)器的性能，如探測(cè)靈敏度、時(shí)間分辨率等，比較其與現(xiàn)有單光子探測(cè)器的差異。五、研究難點(diǎn)和挑戰(zhàn)：1.超薄MgB2超導(dǎo)薄膜的制備工藝及其表征技術(shù)；2.超薄MgB2超導(dǎo)薄膜的超導(dǎo)納米線制備技術(shù)，包括光刻、蒸發(fā)、化學(xué)腐蝕等；3.超導(dǎo)納米線單光子探測(cè)器的電路結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和制備技術(shù)；4.比較超導(dǎo)納米線單光子探測(cè)器與現(xiàn)有單光子探測(cè)器的差異，分析其差異的原因和機(jī)理。六、研究計(jì)劃和進(jìn)度：1.前期調(diào)研和文獻(xiàn)閱讀（2個(gè)月）；2.超薄MgB2超導(dǎo)薄膜的制備和表征（12個(gè)月）；3.超薄MgB2超導(dǎo)薄膜的超導(dǎo)納米線制備和電路結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（16個(gè)月）；4.超導(dǎo)納米線單光子探測(cè)器的制備和性能測(cè)試（10個(gè)月）；5.數(shù)據(jù)分析、論文撰寫(xiě)和論文答辯（10個(gè)月）。七、參考文獻(xiàn)：1.T.D.Dungetal.UltrathinMgB2filmsformicrowaveapplications,Phys.Rev.B,2007,76:121401.2.Y.L.Wangetal.High-qualityandefficientsingle-photondetectorsbasedonMgB2superconductingnanowires,Sci.Rep.2013,3:3542.3.L.X.Youetal.FabricationofarraysofhighaspectratiosuperconductingMgB2n