JPH02253671A - 超伝導光検出器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野） 本発明は、光検出器に関するものであり、さらに詳述す
るならば、赤外の広い波長域において高感度でかつ高速
応答が可能な超伝導接合型光検出器に関するものである
。

〔従来の技術〕

近年、半導体を用いた高速応答可能な光検出器が開発さ
れている。しかし、従来の光検出器に用いられてきた、
ＳｔおよびＧｅに代表される半導体では、フォトンエネ
ルギの小さい赤外光に対してギヤツブ間遷移を起こすこ
とができないので、光検出が不可能である。

一方、赤外光の入射によっても励起現象が起こるような
、狭いエネルギギャップ幅をもつＨｇＣｄＴｅ等のよう
な半導体材料からなる光検出器の研究が近年進められて
いる。

しかしながら、Ｈｇｆｌ：ｄＴｅ等のような半導体材料
は多成分系であるのでキャリアの移動度が大きく、かつ
均質な結晶を育成することが困難であり、このため、赤
外光に対して高速応答特性を有する半導体を用いた光検
出器は実現されていない。

また、超伝導トンネル接合を利用した光検出器は、特開
昭６２−３２６６７および特開昭６３−７０５８１号公
報などに開示されている。従来の超伝導トンネル接合型
光検出器は、第６図に示すように、超伝導体電極１６と
常伝導体（あるいは超伝導体）電極１８を、１０−１０
０人という非常に薄い絶縁体（あるいは半導体）からな
るトンネルバリア層１７を介して結合したものである。

光１９の照射により超伝導体電極中に準粒子が励起され
る。

第６図に示した光検出器の典型的な電流−電圧（１−Ｖ
）特性を第７図に示す。超伝導体では、その転移温度よ
り低温では、電子のエネルギ状態密度分布に、フェルミ
・エネルギを中心として幅２Δの禁制帯（エネルギギャ
ップ）が生じている。バイアス電圧の絶対値が６以上の
場合、常伝導帯の電子が禁制帯の上の空の（準粒子）状
態にトンネルし、あるいは超伝導電子対が破壊されて生
じた準粒子のうちの一方が常伝導体側にトンネルするこ
とにより電流が流れる。バイアス電圧の電流に対する比
は、バリア層のトンネル抵抗値であり、バリアの高さお
よび厚みによって決定される。

バイアス電圧がΔ以下の場合、禁制帯を越えて熱励起さ
れた準粒子のみによりトンネル電流が流れる。このため
、超伝導転移温度に比べて十分な低温においてはほとん
ど電流は流れず、ｌ−Ｖ特性は曲線Ａのようになる。

一方、バイアス電圧がΔ以下の場合に、光照射により超
伝導電子対を破壊して準粒子を励起したときは、符号Ｂ
で示すＩ−Ｖ曲線のように、励起された電流が流れるの
で、この電流を利用した光検出が可能である。

一般に、超伝導エネルギギャップ２Δはｌ−４１−４Ｏ
程度の大きさなので、第６図に示した光検出器は波長が
１０μ以上の遠赤外光に対しても応答可能である。また
、光照射により超伝導体電極（典型的な厚さは〜０．１
μｍ）中に励起された準粒子は、フェルミ速度（約１０
８ｃ＋ｎ／ｓｅｃ　）で電極中を走行するため、バリア
層に到達し常伝導体にトンネルするのに１ｏ−１２秒以
下の時間しか要しない。電気回路のＣＲ時定数あるいは
Ｌ／Ｒ時定数による遅れもジョセフソン接合と同程度と
考えられるため、１ｏ−１１秒以下となる。、このよう
な光検出器は非常に高速な立ち上がり応答を示すことが
期待できる。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、トンネル接合では一般にトンネルバリア
の高さがｌｅＶ程度と高いため、準粒子の透過確率は１
０−３−１０−’　　と小さい。このため、光照射によ
り励起された準粒子のごく一部がトンネル電流として検
出されるに過ぎない。

一方、初めはギャップエネルギに比べ大きなエネルギ（
例えば、波長１．３μｍの光励起に対しては約０．５ｅ
Ｖ　）をもっている超伝導体中の準粒子は、フォノンを
放出しながらそのエネルギを失っていく。このようにエ
ネルギ緩和した準粒子は依然としてトンネル電流に寄与
する。

また、準粒子から放出されたフォノンは別の超伝導電子
対を破壊することにより準粒子を励起し、これら準粒子
もトンネル電流に寄与する（このような準粒子の増倍効
果があるため、バリアの透過確率が低いにも拘らずモ分
な検出感度が得られる）。

一方、エネルギ緩和した準粒子は最終的には再結合して
超伝導電子対を形成し、トンネル電流に寄与しなくなる
。、このような光検出器の立ち下がり応答時間は準粒子
の再結合時間で与えられることになる。準粒子の再結合
時間の長さは、超伝導体の種類により異なるが、発生し
たフォノンが超伝導電子対を再び破壊する効果を考慮し
た有効的な値は、０．１−１ｎｓ程度である。このよう
に、従来のトンネル接合を利用した光検出器では、これ
以上応答速度を向上させることができないという問題点
がある。

また、トンネルバリア層の厚さを薄くして準粒子の透過
率を上げることも考えられるが、この場合、準粒子が常
伝導体にトンネルするだけでなく、多量の準粒子が同様
に超伝導体中にトンネル注入される。このため、光検出
感度が著しく低下するという問題がある。さらに、バリ
ア層を薄くするとピンホールが発生し易く、これも感度
の低下を招くという問題点がある。

本発明の目的は、従来の光検出器における問題点を解決
し、赤外の広い波長域において高感度でかつ高速度で応
答が可能な超伝導光検出器を提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

このような問題を解決するために、本発明は、超伝導体
層およびバリア層を有し、光照射により超伝導体中に励
起された準粒子を１０−２以上の確率で捕獲し検出する
準粒子捕獲手段を備えたことを特徴とする。

〔作　用〕

本発明においては、超伝導体層に対する光照射により、
この超伝導体中に励起された準粒子を１０−２以上の確
率て捕獲し検出する準粒子捕獲手段を具備する超伝導接
合型光検出器が提供される。

また、本発明によれは準粒子捕獲手段が、上述の超伝導
体層を一方の電極とする超伝導体−半導体接合、あるい
はバリア層を介して常伝導電極を取り付けたものであり
、超伝導体−半導体接合界面におけるバリア（障壁）お
よびバリア層のバリア高さが０．５ｅＶ以下であること
が望ましい。

本発明において、上述したような準粒子捕獲率の高い超
伝導体−半導体接合等を用いる理由を以下に説明する。

第１図は超伝導体とｎ型半導体との接合のエネルギ関係
図である。第１図（＾）に示すような超伝導体１０１と
半導体１０２との界面１０３には、通常ショットキバリ
アが形成される。ここで空乏層は、超伝導体１０１と半
導体１０２の伝導帯間にトンネル電流が流れない程度に
厚いものとする。

第１図ＣＢ）に示すように、超伝導体１０１に、ショッ
トキバリア１０４の高さの２倍以上のエネルギをもつフ
ォトンが入射した場合、励起された準粒子（電子状準粒
子）の初期エネルギはバリア高さより大きい。これらの
準粒子はフェルミ速度（〜１０８ｃ＋ｎ／ｓｅｃ　）で
超伝導体１０１中を走行し、半導体１０２との界面１０
３に達する。超伝導体１０１にはフェルミレベル１０５
を中心としてエネルギギャップ１０６が存在する。

超伝導体ｌｏｔ中の準粒子は他の準粒子あるいはフォノ
ンとの散乱によりエネルギを失うが、その緩和時間はそ
れぞれ１０−１３秒、ｔｏ−１４秒程度の大ぎさである
。、超伝導体１０１の厚さが０．１μｍ以下であれば、
界面１０３に達した準粒子のエネルギ損失は小さく、こ
のためこれらの準粒子はバリアを越えて容易に半導体１
０２側に透過する。透過した準粒子は半導体中に存在す
る電界で加速され、半導体の外に流れだし、電流として
検出される。

実際には超伝導体−半導体界面において準粒子の量子力
学的な反射がある程度存在する。反射された準粒子は超
広、導体１０１中を逆方向に走行し、超伝導体１０１の
端で反射され再び半導体界面に達する。このように、準
粒子は超伝導体ｌｏｔ中で反射を繰り返すが、走行距離
が長くなるにつれ散乱によるエネルギの損失量が増大し
、そのエネルギがバリア高さより低下した準粒子はほと
んど半導体側に透過しなくなる。したがって、このよう
な光検出器の応答は比較的遅い（ｌｏ−１０秒以上）準
粒子の再結合時間で律速されることはなく、この点が従
来のトンネル接合を用いた光検出器と最も異なる点であ
る。

本発明の光検出器では、準粒子が半導体空乏層中を走行
する時間がむしろ応答速度を決めると考えられる。この
時間は、移動度の大きな半導体を用い、空乏層の厚みを
０．１μｍ程度以下とすることにより、１ｏ−１１秒以
下とすることが可能である。

本発明による光検出器においては準粒子数の増倍による
検出電流の増加が見込めないので、十分な検出感度を得
るためには、超伝導体−半導体界面１０３における準粒
子の透過率は、１Ｏ−２程度以上であることが望ましい
。このような大きな透過率は、フォトンにより励起され
た準粒子のエネルギに比べｌＯｍｅＶ程度以上小さなバ
リア高さをもつ超伝導体−半導体接合を用いることによ
りで実現される（界面における障壁高さは、超伝導体の
ギャップエネルギと同程度であるのが理想的であって、
この場合１に近い透過率が期待でき、またギャップエネ
ルギ程度の小さなフォトンエネルギをもつ遠赤外光にま
で応答することが期待できる）。１μｍ以上の波長の赤
外光に応答するためには、バリア高さは０．５ｅＶ以下
である必要があるが、このような低いバリア高さは狭い
禁制帯幅をもつ半導体を使用することで実現することが
できる。

このようにして本発明の光検出器では、高い感度と高速
応答性を両立することができる。また、本発明の光検出
器では、半導体層の厚みは０．１μｍ程度と厚くてもよ
いので、従来のトンネル接合型の光検出器において見ら
れるような、バリア層のピンホールによる光検出感度の
低下が生じることはない。

上述したものと類似の原理による光検出は、本発明の超
伝導光検出器の超伝導体１０１を常伝導体に置キ換えた
従来のショットキバリアダイオードにおいても、障壁高
さが小さければ可能と考えられる。この場合、エネルギ
の高い電子間の散乱による緩和時間はやはり１ｏ−１３
秒以下と短いため常伝導金属層を５０ｎｍ以下の厚みに
する必要があり、金属層のシート抵抗の増大によりＲＣ
時定数が大きくなるため応答速度が遅くなるという問題
点がある。

これに対して、超伝導体を用いる本発明の光検出器にお
いては、超伝導電子対によるカイネティックインダクタ
ンスが存在する、すなわち超伝導電流が流れ得るので、
この効果はほとんど無視でき、より高速の応答が期待で
きる。また、極低温で動作させるため、界面近傍の半導
体側で問題となるオプティカルフォノンによる電子の散
乱損失がほとんど無視できる。さらに超伝導体側からみ
た障壁高さは、常伝導状態に比べ超伝導体のエネルギギ
ャップΔだけ小舌くなるため、準粒子の透過率の向上が
期待できる。したがって従来の常伝導金属を用いるショ
ットキバリアダイオード型の光検出器に比べ高い検出感
度が期待できる。

本発明の目的は、超伝導体にバリア高さが０．５ｅＶ程
度以下であるようなバリア層を介して常伝導体電極を取
り付けた準粒子捕獲手段を具備する光検出器によっても
達成される。このような光検出器は、上述した超伝導体
−半導体接合を具備する光検出器において、半導体層を
薄くした極依と考えられるからである。ただしこの場合
、バリア層の厚みが薄すぎると、トンネルによる暗電流
が流れるために検出器の感度を落とす原因となるが、　
１０−’ｃｍ以上のバリア層の厚みがあれば暗電流を抑
制するのに十分である。

〔実施例〕

以下に、図面を参照して本発明の詳細な説明する。

因ｊｆＫ　（Ｗｌｌ± 第２図は本発明の第１の実施例を説明する図である。第
２図に示す光検出器は次のような工程で製造された。ま
ず、ｎ４型ＩｎＳｂの（１１１）而、！ｔＬ結晶基板（
半導体基板）１上に、ＭＢＥ（Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ　Ｂ
ｅａｍＥｐｉｔａｘｙ）法により厚さ０．１　Ａｌｍの
ｎ型（ドープ量〜１　ｘ　１０１５ｃ１３）　ＩｎＳｂ
層（半導体層）をエピタキシャル成長させた。エピタキ
シャル成長時における基板温度は３５０−４００℃とし
た。

真空状態を保ったまま基板１を室温まで冷却した後、電
子ビーム蒸着により厚さ３０ｎｍのＮｂｆｉｌ膜（超伝
導体層）をＩｎＳｂ層の上に堆積した。Ｎｂ薄膜蒸看時
の真空度は２　Ｘ　１Ｏ−８Ｔｏｒｒであり、Ｎｂ薄膜
の堆積速度は１ＯｎＩＩｌ／ａ＋ｉｎとした。４端子法
による電気抵抗測定から求めたこのＮｂ薄膜の超伝導転
移温度は８．８−９．２にであった。

次に反応性イオンエツチング（ＲＩＥ）とＨ２ＳＯ４：
）１２０２：１（２０混合液を用いた化学エツチングに
より、Ｎｂ薄膜のパタン３とｎ型１ｎＳｂ層のパタン２
をそれぞれ形成した。ＲＩＥは、（ＣＦ４＋５＊　０２
）混合ガスを用い、全ガス圧０．ＩＴｏｒｒ　、ｒｆ放
電のパワー２０Ｗの条件で行った。さらに、厚さ０．２
５μｍのＳｉＯからなる絶縁層を真空蒸着により堆積し
た。絶縁層の堆積の際、フォトレジストを用いたリフト
オフ法により、直径５０μｍのＮｂ電極（Ｎｂ薄膜３）
が露出した絶縁層パタン４を形成した。最後に、口“型
ＩｎＳｂ基板１の裏面にＡｕを真空蒸着させることによ
ってＡｕ電極（オーミック電極）５を形成し、超伝導体
−半導体接合を有する光検出器を作製した。

この光検出器においてはＮｂＮ薄膜パタン３側から光を
入射させる。

作製した光検出器について、液体ヘリウム温度４．２Ｋ
におけるＩ−Ｖ特性の光照射時と光来照射時との変化を
調べた。光源には波長１．３μｍの半導体レーザを用い
、マルチモード光ファイバにより直径５０μｍの検出器
の直上まで光を導入した。

測定の結果を第３図に示す。光を照射しない場合、本検
出器の接合抵抗は非常に高く、曲線Ｃで示すようにトン
ネル電流はほとんど流れていないことがわかった。ｌＯ
μＷの光を照射した場合、曲線りで示すように、０．５
μ八へ度の電流が検出され、５０＋ｎＶ以下のバイアス
電圧において、電流値は電圧（半導体側が正）と共に緩
やかに増加する傾向が見られた。

したがって、超伝導体表面での光の反射を考慮すると、
準粒子の半導体側への捕獲確率は０．１以上と考えられ
る。また、光来照射時の高バイアス電圧領域（半導体側
止）での電流値の温度依存性から、接合界面でショット
キバリアの高さは１５０ｍｅＶ程度と見積られた。この
ことより、本検出器は８μ程度までの波長の光に応答す
ると考えられる。

次に、第４図に示すような回路を用い、来光検出器の応
答速度の測定を行った。光検出器７は、定電圧源８によ
り５０ｍＶ程度の一定電圧にバイアスした。光検出器７
の超伝導体層７Ａに半導体レーザからの緩和振動モード
による５０ｐｓｅｃのパルス幅の光６を照射し、光検出
器７と直列に接続し同様に液体ヘリウム温度に保った５
０Ωの抵抗９の両端の電圧波形を、高速の前置増幅器で
増幅した後サンプリングオシロスコープで観測した。こ
の観察により、電圧波形の立ち上がりおよび立ち下かり
は測定系の応答限界の１００ｐｓｅｃよりも速いことか
確かめられた。

実施例２ 第５図は本発明の第２の実施例を説明する図である。第
５図に示す光検出器は次のような工程で製造された。ま
ず、厚さ０．３ｍｒｎのＭｇＯ（１００）単結晶基板１
０の上に、ｄｃマグネトロンスパッタリング法により厚
さ５０ｎｍのＮｂＮ薄膜　（超伝導体層）を堆積した。

スパッタはＡ「ガス１５ｍＴｏｒｒおよびＮ２ガス５ｍ
Ｔｏｒｒの混合ガス中で行い、基板温度は５００℃とし
た。Ｘ線回折により、同じ条件で作製した別のＮｂＮ薄
膜は、（００１）面が基板に平行に成長したほぼ単結晶
であることが確かめられた。この薄膜の超伝導転移温度
は１７．２にであった。

ＮｂＮ薄膜堆積後、スパッタリング装置内を排気し、２
源のＫ（にｎｕｄｓｅｎ）セルを用い淳さ０．１　μｍ
のＰｂＴｅ層（半導体層）を基板温度２００−２５０℃
でＮｂＮ薄膜上に堆積した。

次に、スパッタリング装置から積層膜試料を取り出し、
へ２系レジストを用いた通常のフォトリソグラフィおよ
びへｒガスを用いたイオンミリングにより、直径約５０
μｍのＮｂＮ薄膜バタン（超伝導電極バタン）１１およ
びＰｂＴｅ層バタシバタン体層バタン）１２を形成した
。イオンミリング時のガス圧は１　ｘ　１０−’Ｔｏｒ
ｒであり、加速電圧は５００ｖとした。真空蒸着および
リフトオフによりＳｉＯからなる絶縁層バタン１３を形
成した後、Ｐｔ電極（オーミック電極）１４を電子ビー
ム蒸着とリフトオフで作製し、光検出器を完成した。こ
の光検出器においてはＭｇＯ基板１０の裏面から光を入
射させる。

作製した光検出器の光来照射時のＩ−Ｖ特性を液体ヘリ
ウム温度４．２にで測定したところ、半導体側に正のバ
イアス電圧をかけると電流値が急激に増大した。このこ
とより、ＰｂＴｅ薄膜はｐ型であり、超伝導体との界面
でバンドが下側に曲がっていることがわかった。また、
半導体側に負のバイアス電圧を１００ｍＶ程度かけた状
態での電流値の温度依存性からバリア（障壁）高さは７
０ｍｅＶ程度と推定された。

この光検出器に、マルチモード光ファイバを通した波長
１．３　μｍの半導体レーザ光をＭｇＯ基板の裏面より
照射した。ｌＯμＷの照射に対して、０，２μＡ程度の
電流が検出された。ただし、電流の方向は実施例１の場
合と逆向きであった。また、実施例１と同様な回路を用
い応答速度を測定したところ、立ち上がり、立ち下がり
共に回路系の応答限界である１００ｐｓｅｃより速いこ
とが確かめられた。

さらに、この光検出器を光導入型のタライオスタット（
検出器の温度は６に）に装着し、回折格子型の分光器内
において、より長い波長の光に対する応答を調べた。入
射光はチョッパにより１ｋ）ｌｚで変調し、ロックイン
アンプにより検出器からの信号を検出した。タライオス
タットの窓材（ＣａＦｚ）の透過限度である８、５μｍ
゛の波長まで信号が検出され、その大きさは波長と共に
増加する傾向にあった。

実施例３ 超伝導体と薄膜との種々の組み合わせによる光検出器を
作製した。

ＭｇＯ（１００）面車結晶基板上に活性化反応性蒸着法
により、厚さ約１１００ｎのＬａｌ、　８５［１ａＯ，
１ｓｃｕ０４１Ｌａｄ、　ａｓｓｒｏ、　＋５ＣｕＯ４
，ＹＢａ２Ｃｕ３０６．　ｇ、ＥＵＢａ２Ｃｕ３０Ｂ、
　ｇＢｉ２Ｓｒ２ＣａＣｕ２０ａおよびＢｉ２５ｒ２Ｃ
ａ２Ｃｕ３０．ｏからなる超伝導体層をそれぞれ堆積し
た。ＣｕおよびＢｉの蒸発源にはにセルを用い、その他
の元素に対しては電子ビーム蒸発源を用いた。堆積時の
基板温度は５５０−６５０℃、酸素ガス圧は１０−’Ｔ
ｏｒｒとし、酸素原子の活性化のため１００Ｗのｒｆ放
電により真空容器内にプラズマを発生させた。

８ｒ２Ｓｒ、Ｃａ２Ｃυ３０．。については薄膜堆積後
、真空状態を保ったままで別の真空容器内に基板を移送
し、１気圧の酸素ガス中で８８０℃、３０分のアニルを
行った。薄膜堆積後あるいはアニール後のこれらの薄膜
の超伝導転移温度Ｔｃは２５−１０５にであった。

次にこわらの薄ｎ莫をやはり真空状態を保ったままで別
の真空容器に移送し、実施例２と同様に２鯨のにセルに
より、ＰｂＴｅあるいはＩｎＳｂからなる半導体層（厚
さ約１１００ｎ　）を基板温度１５０−２００　”Ｃで
堆積した。さらに実施例２と同様の工程により、直径８
０μｍの接合部をもつ第５図と同様の構造の超伝導光検
出器を作製した。

これらの光検出器に、フッ化物ガラスからなるマルチモ
ード光ファイバを通したＰｂＣｄ５系の半導体レーザ光
（波長３，２μｍ）をＭｇＯ基板の裏面より照射し、Ｉ
−Ｖ特性の変化を調べた。未照射時の１−Ｖ特性の温度
依存性から推定したショットキ障壁高さφ、　、１００
μＷの光を照射した時に検出された電流値Ｉｐ等の特性
値を表１に示す。

表１　超伝導光検出器の特性値 このように、超伝導体−半導体界面のショットキバリア
高さは超伝導体のＴｃの増大と共にわずかに減少する傾
向かみられた。ただし、その変化が小さいことから、フ
ェルミエネルギ位置は界面準位によりほぼピン止めされ
ているものと考えられる。一方、検出電流はＴｃ（すな
わち超伝導体のギャップエネルギ）の増大と共に顕著に
増加する傾向がみられた。

さらにこれらの検出器について、実施例２と同様な回路
を用い１．３μｍ半導体レーザ光に対する時間応答を調
べたところ、立ち上がりおよび立ち下がり時間共に回路
系の応答限界である１００ｐｓより短いことが確認され
た。

ａ：１０にで測定 ｂ：３０にで測定 〔発明の効果〕 以上説明したように、本発明によれば、超伝導体との界
面において０．５ｅＶ以下の障壁高さをもつ超伝導体−
半導体接合、あるいはバリア層を介して超伝導体に常伝
導電極を取り付けた接合が形成されて、超伝導光検出器
が構成されている。その界面１ｉ１Ｊｌおよびバリア障
壁高さはフォトンエネルギに比へ低く、超伝導体中に光
照射て発生した準粒子を１Ｏ−２以上の確率で捕獲でき
るので、高い検出感度を得ることができる。

また、界面障壁より高いエネルギをもつ準粒子だけが捕
獲され検出されるため、立ち上がり立ち下がり共に速い
応答が得られる。すなわち、高い感度と高速応答性を両
立させるような赤外光検出器が実現できるという利点が
ある。

本発明の光検出器では、長波長光に対する応答限界は接
合界面での障壁高さによって制限されるが、障壁高さは
半導体のギャップエネルギに比べ小さくできる。また、
超伝導体電極を用いるため界面での有効的な障壁高さを
ギャップエネルギΔの分だけ小さくできるので、広い波
長域において応答することができる。さらに、超伝導体
電極のカイネティックインダクタンス（超伝導電流）の
ためＲＣ時定数が無視できるので、より高速な応答がで
きるという利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の超伝導光検出器の原理を説明するため
のエネルギ模式図、 第２図は本発明の光検出器の第１の実施例を示す概略断
面図、 第３図は本発明による光検出器の第１の実施例の光照射
時および未照射時の　Ｉ−Ｖ特性を示す図、 第４図は本発明による光検出器の第１の実施例の応答速
度を測定する回路図、 第５図は本発明の光検出器の第２の実施例を示す概略断
面図、 第６図は従来の超伝導トンネル接合光検出器の構成を示
す模式図、 第７図は従来の超伝導トンネル接合光検出器の１−Ｖ特
性を示す図である。 １−ｎ’″型１ｎＳｂ基板、 ２・・・ｎ型１ｎＳｂ層バタン（半導体層）、３・・・
Ｎｂ薄膜バタン（超伝導体層）、４．１３・・・絶縁層
バタン、 ５・・・へ〇電極（オーミック電極）、６．１５．１９
・・・入射光、 ７・・・超伝導光検出器、 ７Ａ・・・超伝導体層、 ８・・・定電圧源、 ９・・・抵抗、 １０・・・ＭｇＯ基板、 １１・・・ＮｂＮ薄膜バタン（超伝導体層）１２・・・
ＰｂＴｅ層バタシバタン体層）、１４・・・Ｐｔ電極（
オーミック電極）。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）超伝導体層およびバリア層を有し、光照射により前
   記超伝導体中に励起された準粒子を１０＾−＾２以上の
   確率で捕獲し検出する準粒子捕獲手段を備えたことを特
   徴とする超伝導光検出器。 ２）前記準粒子捕獲手段は、前記超伝導体を一方の電極
   とする超伝導体−半導体接合であり、該接合面における
   ショットキバリアの高さが０．５ｅＶ以下であることを
   特徴とする請求項１記載の超伝導光検出器。 ３）前記準粒子捕獲手段は、前記超伝導体にバリア層を
   介して常伝導体電極を取り付けたものであり、該バリア
   層のバリア高さが０．５ｅＶ程度以下であることを特徴
   とする請求項１記載の超伝導光検出器。