Although superconducting nanowire single-photon detectors (SNSPDs) are well studied regarding the detection of infrared/optical photons and keV-molecules, no studies on continuous x-ray photon counting by thick-film detectors have been reported so far. We fabricated a 100 nm thick niobium x-ray SNSPD (an X-SNSPD) and studied its detection capability of photons with keV-energies in continuous mode. The detector is capable to detect photons even at reduced bias currents of 0.4%, which is in sharp contrast to optical thin-film SNSPDs. No dark counts were recorded in extended measurement periods. Strikingly, the signal amplitude distribution depends significantly on the photon energy spectrum.

1.
A.
Gabutti
,
R. G.
Wagner
,
K. E.
Gray
,
R. T.
Kampwirth
, and
R. H.
Ono
,
Nucl. Instrum. Methods A
278
,
425
(
1989
).
2.
A.
Gabutti
,
K. E.
Gray
,
R. G.
Wagner
, and
R. H.
Ono
,
Nucl. Instrum. Methods A
289
,
274
(
1990
).
3.
A.
Gabutti
,
K. E.
Gray
,
G. M.
Pugh
, and
R.
Tiberio
,
Nucl. Instrum. Methods A
312
,
475
(
1992
).
4.
L.
Parlato
,
G.
Peluso
,
G.
Pepe
,
R.
Vaglio
,
C.
Attanasio
,
A.
Ruosi
,
S.
Barbanera
,
M.
Cirillo
, and
R.
Leoni
,
Nucl. Instrum. Methods A
348
,
127
(
1994
).
5.
L.
Yu
,
X.
Liu
,
S.
Leng
,
J. M.
Kofler
,
J. C.
Ramirez-Giraldo
,
M.
Qu
,
J.
Christner
,
J. G.
Fletcher
, and
C. H.
McCollough
,
Imaging Med.
1
,
65
(
2009
).
6.
K.
Suzuki
,
S.
Miki
,
Z.
Wang
,
Y.
Kobayashi
,
S.
Shiki
, and
M.
Ohkubo
,
J. Low Temp. Phys.
151
,
766
(
2008
).
7.
K.
Suzuki
,
S.
Miki
,
S.
Shiki
,
Z.
Wang
, and
M.
Ohkubo
,
Appl. Phys. Express
1
,
031702
(
2008
).
8.
A.
Casaburi
,
N.
Zen
,
K.
Suzuki
,
M.
Ejrnaes
,
S.
Pagano
,
R.
Cristiano
, and
M.
Ohkubo
,
Appl. Phys. Lett.
94
,
212502
(
2009
).
9.
N.
Zen
,
A.
Casaburi
,
S.
Shiki
,
K.
Suzuki
,
M.
Ejrnaes
,
R.
Cristiano
, and
M.
Ohkubo
,
Appl. Phys. Lett.
95
,
172508
(
2009
).
10.
K.
Suzuki
,
S.
Shiki
,
M.
Ukibe
,
M.
Koike
,
S.
Miki
,
Z.
Wang
, and
M.
Ohkubo
,
Appl. Phys. Express
4
,
083101
(
2011
).
11.
A.
Casaburi
,
M.
Ejrnaes
,
N.
Zen
,
M.
Ohkubo
,
S.
Pagano
, and
R.
Cristiano
,
Appl. Phys. Lett.
98
,
023702
(
2011
).
12.
D.
Perez de Lara
,
M.
Ejrnaes
,
A.
Casaburi
,
M.
Lisitskiy
,
R.
Cristiano
,
S.
Pagano
,
A.
Gaggero
,
R.
Leoni
,
G.
Golt'sman
, and
B.
Voronov
,
J. Low Temp. Phys.
151
,
771
(
2008
).
13.
B. L.
Henke
,
E. M.
Gullikson
, and
J. C.
Davis
,
At. Data Nucl. Data Tables
54
(
2
),
181
342
(
1993
).
14.
H.
Bartolf
,
K.
Inderbitzin
,
L. B.
Gómez
,
A.
Engel
, and
A.
Schilling
,
J. Micromech. Microeng.
20
,
125015
(
2010
).
15.
A. J.
Kerman
,
E. A.
Dauler
,
W. E.
Keichler
,
J. K. W.
Yang
,
K. K.
Berggren
,
G.
Gol'tsman
, and
B.
Voronov
,
Appl. Phys. Lett.
88
,
111116
(
2006
).
16.
B. V.
Estey
,
J. A.
Beall
,
G. C.
Hilton
,
K. D.
Irwin
,
D. R.
Schmidt
,
J. N.
Ullom
, and
R. E.
Schwall
,
IEEE Trans. Appl. Supercond.
19
,
382
(
2009
).
17.
A. I.
Gubin
,
K. S.
Il'in
,
S. A.
Vitusevich
,
M.
Siegel
, and
N.
Klein
,
Phys. Rev. B
72
,
064503
(
2005
).
18.
P.
Müller
and
A. V.
Ustinov
,
The Physics of Superconductors
(
Springer
,
Berlin
,
1997
), p.
39
.
19.
N. S.
Nise
,
Control Systems Engineering
(
Wiley
,
Hoboken, NJ
,
2004
), pp.
179
180
.
20.
B.
Baek
,
A. E.
Lita
,
V.
Verma
, and
S. W.
Nam
,
Appl. Phys. Lett.
98
,
251105
(
2011
).
21.
A.
Engel
,
A.
Aeschbacher
,
K.
Inderbitzin
,
A.
Schilling
,
K.
Il'in
,
M.
Hofherr
,
M.
Siegel
,
A.
Semenov
, and
H.-W.
Hübers
,
Appl. Phys. Lett.
100
,
062601
(
2012
).
22.
A. J.
Annunziata
,
D. F.
Santavicca
,
J. D.
Chudow
,
L.
Frunzio
,
M. J.
Rooks
,
A.
Frydman
, and
D. E.
Prober
,
IEEE Trans. Appl. Supercond.
19
,
327
(
2009
).
23.
M. A.
Biondi
,
A. T.
Forester
,
M. P.
Garfunkel
, and
C. B.
Satterthwaite
,
Rev. Mod. Phys.
30
,
1109
(
1958
).
24.
CRC Handbook of Chemistry and Physics
, edited by
D. R.
Lide
(
CRC
,
Boca Raton, FL
,
2005
), p.
2142
.
25.
A. J.
Kerman
,
J. K. W.
Yang
,
R. J.
Molnar
,
E. A.
Dauler
, and
K. K.
Berggren
,
Phys. Rev. B
79
,
100509
R
(
2009
).
26.
A. J.
Annunziata
,
O.
Quaranta
,
D. F.
Santavicca
,
A.
Casaburi
,
L.
Frunzio
,
M.
Ejrnaes
,
M. J.
Rooks
,
R.
Cristiano
,
S.
Pagano
,
A.
Frydman
, and
D. E.
Prober
,
J. Appl. Phys.
108
,
084507
(
2010
).
27.
H.
Bartolf
,
A.
Engel
,
A.
Schilling
,
K.
Il'in
,
M.
Siegel
,
H.-W.
Hübers
, and
A.
Semenov
,
Phys. Rev. B
81
,
024502
(
2010
).
28.
L. N.
Bulaevskii
,
M. J.
Graf
,
C. D.
Batista
, and
V. G.
Kogan
,
Phys. Rev. B
83
,
144526
(
2011
).
29.

Oxford Instruments data sheet for the x-ray tube used in the experiments described in this letter, XTF5011 Flux Data (received 4/2010).

30.
G. N.
Gol'tsman
,
O.
Okunev
,
G.
Chulkova
,
A.
Lipatov
,
A.
Semenov
,
K.
Smirnov
,
B.
Voronov
,
A.
Dzardanov
,
C.
Williams
, and
R.
Sobolewski
,
Appl. Phys. Lett.
79
,
705
(
2001
).
31.
A.
Semenov
,
P.
Haas
,
K.
Il'in
,
H.-W.
Hübers
,
M.
Siegel
,
A.
Engel
, and
A.
Smirnov
,
Physica C
460
,
1491
(
2007
).
32.
A. D.
Semenov
,
P.
Haas
,
B.
Günther
,
H.-W.
Hübers
,
K.
Il'in
,
M.
Siegel
,
A.
Kirste
,
J.
Beyer
,
D.
Drung
,
T.
Schurig
, and
A.
Smirnov
,
Supercond. Sci. Technol.
20
,
919
(
2007
).
33.
D.
Van Vechten
and
K. S.
Wood
,
Phys. Rev. B
43
,
12852
(
1991
).
34.

Oxford Instruments Application Note: Typical Spectrum For Tungsten-Target X-ray Tube (AN012 Rev. A, revised 3/2007).

35.
A.
Thompson
,
D.
Attwood
,
E.
Gullikson
,
M.
Howells
,
K.-J.
Kim
,
J.
Kirz
,
J.
Kortright
,
I.
Lindau
,
Y.
Liu
,
P.
Pianetta
,
A.
Robinson
,
J.
Scofield
,
J.
Underwood
,
G.
Williams
, and
H.
Winick
,
X-Ray Data Booklet
(
Lawrence Berkeley National Laboratory
,
Berkeley
,
2009
), p.
1
21
.
36.
A.
Matthew Smith
,
Proc. SPIE
8400
,
84000L
(
2012
).
You do not currently have access to this content.