We report on the performance of large area NbN nanowire superconducting single-photon detectors (SSPDs). 20×20μm2 area SSPDs with 80 and 100nm linewidths and 50% fill factor were fabricated in 4-nm-thick NbN films grown on single-crystal MgO substrates. The high quality of the devices was verified by electrical and optical testing and compares favorably to measurements of 10×10μm2 area SSPDs. Measurements of kinetic inductance versus bias current indicate that the constriction density is low. The fiber-coupled detection efficiency of the devices was 0.4%–3.5% at 100Hz dark count rate.

1.
G.
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
).
2.
A.
Korneev
,
V.
Matvienko
,
O.
Minaeva
,
I.
Milostnaya
,
I.
Rubtsova
,
G.
Chulkova
,
K.
Smirnov
,
V.
Voronov
,
G.
Gol’tsman
,
W.
Slysz
,
A.
Pearlman
,
A.
Verevkin
, and
R.
Sobolewski
,
IEEE Trans. Appl. Supercond.
15
,
571
(
2005
).
3.
K. M.
Rosfjord
,
J. K. W.
Yang
,
E. A.
Dauler
,
A. J.
Kerman
,
V.
Anant
,
B. M.
Boronov
,
G. N.
Gol"tsman
, and
K. K.
Berggren
,
Opt. Express
14
,
527
(
2006
).
4.
K. S.
Il’in
,
M.
Lindgren
,
M.
Currie
,
A. D.
Semenov
,
G. N.
Gol’tsman
,
R.
Sobolewski
,
S. I.
Cherednichenko
, and
E. M.
Gershenzon
,
Appl. Phys. Lett.
76
,
2752
(
2000
).
5.
R. H.
Hadfield
,
J. L.
Habif
,
J.
Schlafer
,
R. E.
Schwall
, and
S.
Nam
,
Appl. Phys. Lett.
89
,
241129
(
2006
).
6.
H.
Takesue
,
S.
Nam
,
Q.
Zhang
,
R. H.
Hadfield
,
T.
Honjo
,
K.
Tamaki
, and
Y.
Yamamoto
,
Nat. Photonics
1
,
343
(
2007
).
7.
A. J.
Kerman
,
E. A.
Dauler
,
W. E.
Keicher
,
J. K. W.
Yang
,
K.
Berggren
,
G.
Gol’tsman
, and
B.
Voronov
,
Appl. Phys. Lett.
88
,
111116
(
2006
).
8.
R. H.
Hadfield
,
A. J.
Miller
,
S. W.
Nam
,
R. L.
Kautz
, and
R. E.
Schwall
,
Appl. Phys. Lett.
87
,
203505
(
2005
).
9.
J. K. W.
Yang
,
A. J.
Kerman
,
E. A.
Dauler
,
V.
Anant
,
K. M.
Rosfjord
, and
K. K.
Berggren
, IEEE Trans,
IEEE Trans. Appl. Supercond.
17
,
581
(
2007
).
10.
M.
Ejrnaes
,
R.
Cristiano
,
O.
Quaranta
,
S.
Pagano
,
A.
Gaggero
,
F.
Mattioli
,
R.
Leoni
,
B.
Voronov
, and
G.
Gol’tsman
,
Appl. Phys. Lett.
91
,
262509
(
2007
).
11.
E. A.
Dauler
,
B. S.
Robinson
,
A. J.
Kerman
,
J. K. W.
Yang
,
K. M.
Rosfjord
,
V.
Anant
,
B.
Voronov
,
G.
Gol’tsman
, and
K. K.
Bergren
,
IEEE Trans. Appl. Supercond.
17
,
279
(
2007
).
12.
G.
Gol’tsman
,
O.
Minaeva
,
A.
Korneev
,
M.
Tarkhov
,
I.
Rubtsova
,
A.
Divochiy
,
I.
Milostnaya
,
G.
Chulkova
,
N.
Kaurova
,
B.
Voronov
,
D.
Pan
,
J.
Kitaygorsky
,
A.
Cross
,
A.
Pearlman
,
I.
Komissarov
,
W.
Slysz
,
M.
Wegrzecki
,
P.
Grabiec
, and
R.
Sobolewski
,
IEEE Trans. Appl. Supercond.
17
,
246
(
2007
).
13.
A. J.
Kerman
,
E. A.
Dauler
,
J. K. W.
Yang
,
K. M.
Rosfjord
,
V.
Anant
,
K.
Berggren
,
G. N.
Gol’tsman
, and
B. M.
Voronov
,
Appl. Phys. Lett.
90
,
101110
(
2007
).
14.
J.
Cukauskas
,
J. Appl. Phys.
54
,
1013
(
1983
).
15.
S.
Miki
,
Y.
Uzawa
,
A.
Kawakami
, and
Z.
Wang
,
Electron. Commun. Jpn.
85
,
77
(
2002
).
16.
Z.
Wang
,
A.
Kawakami
,
Y.
Uzawa
, and
B.
Komiyama
,
J. Appl. Phys.
79
,
7837
(
1996
).
17.
S.
Miki
,
M.
Fujiwara
,
M.
Sasaki
, and
Z.
Wang
,
IEEE Trans. Appl. Supercond.
17
,
285
(
2007
).
18.
T. P.
Orlando
,
E. J.
McNiff
 Jr.
, and
S.
Foner
,
Phys. Rev. B
19
,
4545
(
1979
).
19.
R. H.
Hadfield
,
P. A.
Dalgarno
,
J. A.
O’Connor
,
E.
Ramsay
,
R. J.
Warburton
,
E. J.
Gansen
,
B.
Baek
,
M. J.
Stevens
,
R. P.
Mirin
, and
S. W.
Nam
,
Appl. Phys. Lett.
91
,
241108
(
2007
).
20.
R. H.
Hadfield
,
M. J.
Stevens
,
S. S.
Gruber
,
A. J.
Miller
,
R. E.
Schwall
,
R. P.
Mirin
, and
S. W.
Nam
,
Opt. Express
13
,
26
(
2005
).
You do not currently have access to this content.