גלאי השראות קינטית מבוססים מוליכי על

גלאי השראות קינטית (Kinetic Inductance Detectors) הם גלאים על-מוליכים רגישים במיוחד, המבוססים על שינויים בהשראות הקינטית בגלאי. הגלאי בנוי בתצורה של מעגל תהודה, שהחלק ההשראותי שבו 'מכיל' השראות קינטית. ההשראות הקינטית משתנה כאשר צפיפות נושאי המטען במוליך העל, זוגות הקופר, משתנה בעקבות פגיעת פוטונים. אנרגיית הפוטון הנדרשת להפעיל את הגלאי (לשבור את זוגות הקופר) נמוכה ב-3 סדרי גודל מאנרגית הפוטון הנדרשת כדי להפעיל גלאי מוליכים למחצה, ולכן מציגים יתרון משמעותי בדמות רגישות גבוהה ביותר לפוטונים בעלי אנרגיה נמוכה. נוסף על כך, גלאי השראות קינטית, בגלל מבנה מעגל התהודה שלהם, מאפשרים רזולוציה מרחבית (גלאי מרובה פיקסלים) ללא הגדלת סיבוכיות הסט-אפ, לעומת גלאי מוליכי על אחרים שכדי לבנות מהם גלאי מרובה פיקסלים, הסט-אפ נהיה מורכב הרבה יותר.

בקבוצה, פיתחנו מספר גלאי השראות קינטית מבוססי NbN (מוליך על בעל Tc=16 K), MgB2 (Tc=40 K) ו-YBCO (Tc=90 K) למספר תחומי תדר שונים -IR,THz,X-Ray. מעגל התהודה הוא מסוג חצי אורך גל, אך כל תחום תדר דורש גאומטריה ייחודית משלו. למשל עבור IR נדרשת צפיפות גבוהה של קווי ההולכה כדי 'לאסוף' כמה שיותר פוטונים. עבור THz נדרשת 'אנטנה' כדי לקלוט את הפוטונים ועבור ה-X-Ray נדרשת שכבה עבה של מוליך על כדי לבלוע את הפוטונים ושלא 'יעברו' את הגלאי. הגלאים שפותחו, הציגו, לראשונה, ביצועים הקרובים לרגישות התאורטית האפשרית.

בנוסף, השתמשנו בגלאים אלו כדי לבצע מחקר יסודי על מוליכי על

[1]          A. Roitman, A. Shaulov, and Y. Yeshurun, “Characterization of YBa2Cu3O7-δ  coplanar resonator for microwave kinetic inductance detectors,” Supercond. Sci. Technol., vol. 36, no. 1, p. 015002, Jan. 2023, doi: 10.1088/1361-6668/ac9eea.

[2]          A. Roitman, C. Pfaff, T. Hauet, A. Shaulov, and Y. Yeshurun, “Microwave Kinetic Inductance Detector Made of Molecular Beam Epitaxy (MBE)-Grown MgB2 Film,” Nanomaterials, vol. 14, no. 21, p. 1731, Oct. 2024, doi: 10.3390/nano14211731.