Abstract

In this Letter, a scaled-down silicon-on-insulator (SOI) metal-oxide-semiconductor field-effect transistor (MOSFET) is characterized as a photon detector, where photogenerated individual holes are trapped below the negatively biased gate and modulate stepwise the electron current flowing in the bottom channel induced by the positive substrate bias. The output waveforms exhibit clear separation of current levels corresponding to different numbers of trapped holes. Considering this capability of single-hole counting, a small dark count of less than 0.02s1 at room temperature, and low operation voltage of 1V, SOI MOSFET could be a unique photon-number-resolving detector if the small quantum efficiency were improved.

© 2011 Optical Society of America

Full Article  |  PDF Article

References

  • View by:
  • |
  • |
  • |

  1. W. Becker, A. Bergmann, M. A. Hink, K. König, K. Benndorf, and C. Biskup, Microsc. Res. Tech. 63, 58 (2004).
    [CrossRef]
  2. L. Alaverdian, S. Alaverdian, O. Bilenko, I. Bogdanov, E. Filippova, D. Gavrilov, B. Gorbovitski, M. Gouzman, G. Gudkov, S. Domratchev, O. Kosobokova, N. Lifshitz, S. Luryi, V. Ruskovoloshin, A. Stepoukhovitch, M. Tcherevishnick, G. Tyshko, and V. Gorfinkel, Electrophoresis 23, 2804 (2002).
    [CrossRef] [PubMed]
  3. H. Kosaka, A. Tomita, Y. Nambu, T. Kimura, and K. Nakamura, Electron. Lett. 39, 1199 (2003).
    [CrossRef]
  4. S. Donati, Photodetectors (Prentice Hall, 1999).
  5. E. J. Gansen, M. A. Rowe, M. B. Greene, D. Rosenberg, T. E. Harvey, M. Y. Su, R. H. Hadfield, S. W. Nam, and R. P. Mirin, Nat. Photon. 1, 585 (2007).
    [CrossRef]
  6. A. Fujiwara, K. Yamazaki, and Y. Takahashi, Appl. Phys. Lett. 80, 4567 (2002).
    [CrossRef]
  7. K. Nishiguchi, Y. Ono, A. Fujiwara, H. Yamaguchi, H. Inokawa, and Y. Takahashi, Appl. Phys. Lett. 90, 223108(2007).
    [CrossRef]
  8. N. Gisin, G. Ribordy, W. Tittel, and H. Zbinden, Rev. Mod. Phys. 74, 145 (2002).
    [CrossRef]
  9. E. Knill, R. Laflamme, and G. J. Milburn, Nature 409, 46(2001).
    [CrossRef] [PubMed]
  10. G. A. Morton, H. M. Smith, and H. R. Krall, Appl. Phys. Lett. 13, 356 (1968).
    [CrossRef]
  11. B. E. Kardynał, Z. L. Yuan, and A. J. Shields, Nat. Photon. 2, 425 (2008).
    [CrossRef]
  12. A. E. Lita, A. J. Miller, and S. W. Nam, Opt. Express 16, 3032 (2008).
    [CrossRef] [PubMed]
  13. J. Kim, S. Takeuchi, Y. Yamamoto, and H. Hogue, Appl. Phys. Lett. 74, 902 (1999).
    [CrossRef]
  14. A. Divochiy, F. Marsili, D. Bitauld, A. Gaggero, R. Leoni, F. Mattioli, A. Korneev, V. Seleznev, N. Kaurova, O. Minaeva, G. Goltsman, K. G. Lagoudakis, M. Benkhaoul, F. Lévy, and A. Fiore, Nat. Photon. 2, 302 (2008).
    [CrossRef]
  15. V. Singh, H. Inokawa, T. Endoh, and H. Satoh, Jpn. J. Appl. Phys. 49, 128002 (2010).
    [CrossRef]
  16. W. Du, H. Inokawa, and H. Satoh, in Extended Abstracts of the 2010 International Conference on Solid State Devices and Materials (2010), pp. 493–494.
  17. T. Ishi, J. Fujikata, K. Makita, T. Baba, and K. Ohashi, Jpn. J. Appl. Phys. 44, L364 (2005).
    [CrossRef]

2010 (1)

V. Singh, H. Inokawa, T. Endoh, and H. Satoh, Jpn. J. Appl. Phys. 49, 128002 (2010).
[CrossRef]

2008 (3)

A. E. Lita, A. J. Miller, and S. W. Nam, Opt. Express 16, 3032 (2008).
[CrossRef] [PubMed]

B. E. Kardynał, Z. L. Yuan, and A. J. Shields, Nat. Photon. 2, 425 (2008).
[CrossRef]

A. Divochiy, F. Marsili, D. Bitauld, A. Gaggero, R. Leoni, F. Mattioli, A. Korneev, V. Seleznev, N. Kaurova, O. Minaeva, G. Goltsman, K. G. Lagoudakis, M. Benkhaoul, F. Lévy, and A. Fiore, Nat. Photon. 2, 302 (2008).
[CrossRef]

2007 (2)

E. J. Gansen, M. A. Rowe, M. B. Greene, D. Rosenberg, T. E. Harvey, M. Y. Su, R. H. Hadfield, S. W. Nam, and R. P. Mirin, Nat. Photon. 1, 585 (2007).
[CrossRef]

K. Nishiguchi, Y. Ono, A. Fujiwara, H. Yamaguchi, H. Inokawa, and Y. Takahashi, Appl. Phys. Lett. 90, 223108(2007).
[CrossRef]

2005 (1)

T. Ishi, J. Fujikata, K. Makita, T. Baba, and K. Ohashi, Jpn. J. Appl. Phys. 44, L364 (2005).
[CrossRef]

2004 (1)

W. Becker, A. Bergmann, M. A. Hink, K. König, K. Benndorf, and C. Biskup, Microsc. Res. Tech. 63, 58 (2004).
[CrossRef]

2003 (1)

H. Kosaka, A. Tomita, Y. Nambu, T. Kimura, and K. Nakamura, Electron. Lett. 39, 1199 (2003).
[CrossRef]

2002 (3)

L. Alaverdian, S. Alaverdian, O. Bilenko, I. Bogdanov, E. Filippova, D. Gavrilov, B. Gorbovitski, M. Gouzman, G. Gudkov, S. Domratchev, O. Kosobokova, N. Lifshitz, S. Luryi, V. Ruskovoloshin, A. Stepoukhovitch, M. Tcherevishnick, G. Tyshko, and V. Gorfinkel, Electrophoresis 23, 2804 (2002).
[CrossRef] [PubMed]

A. Fujiwara, K. Yamazaki, and Y. Takahashi, Appl. Phys. Lett. 80, 4567 (2002).
[CrossRef]

N. Gisin, G. Ribordy, W. Tittel, and H. Zbinden, Rev. Mod. Phys. 74, 145 (2002).
[CrossRef]

2001 (1)

E. Knill, R. Laflamme, and G. J. Milburn, Nature 409, 46(2001).
[CrossRef] [PubMed]

1999 (1)

J. Kim, S. Takeuchi, Y. Yamamoto, and H. Hogue, Appl. Phys. Lett. 74, 902 (1999).
[CrossRef]

1968 (1)

G. A. Morton, H. M. Smith, and H. R. Krall, Appl. Phys. Lett. 13, 356 (1968).
[CrossRef]

Alaverdian, L.

L. Alaverdian, S. Alaverdian, O. Bilenko, I. Bogdanov, E. Filippova, D. Gavrilov, B. Gorbovitski, M. Gouzman, G. Gudkov, S. Domratchev, O. Kosobokova, N. Lifshitz, S. Luryi, V. Ruskovoloshin, A. Stepoukhovitch, M. Tcherevishnick, G. Tyshko, and V. Gorfinkel, Electrophoresis 23, 2804 (2002).
[CrossRef] [PubMed]

Alaverdian, S.

L. Alaverdian, S. Alaverdian, O. Bilenko, I. Bogdanov, E. Filippova, D. Gavrilov, B. Gorbovitski, M. Gouzman, G. Gudkov, S. Domratchev, O. Kosobokova, N. Lifshitz, S. Luryi, V. Ruskovoloshin, A. Stepoukhovitch, M. Tcherevishnick, G. Tyshko, and V. Gorfinkel, Electrophoresis 23, 2804 (2002).
[CrossRef] [PubMed]

Baba, T.

T. Ishi, J. Fujikata, K. Makita, T. Baba, and K. Ohashi, Jpn. J. Appl. Phys. 44, L364 (2005).
[CrossRef]

Becker, W.

W. Becker, A. Bergmann, M. A. Hink, K. König, K. Benndorf, and C. Biskup, Microsc. Res. Tech. 63, 58 (2004).
[CrossRef]

Benkhaoul, M.

A. Divochiy, F. Marsili, D. Bitauld, A. Gaggero, R. Leoni, F. Mattioli, A. Korneev, V. Seleznev, N. Kaurova, O. Minaeva, G. Goltsman, K. G. Lagoudakis, M. Benkhaoul, F. Lévy, and A. Fiore, Nat. Photon. 2, 302 (2008).
[CrossRef]

Benndorf, K.

W. Becker, A. Bergmann, M. A. Hink, K. König, K. Benndorf, and C. Biskup, Microsc. Res. Tech. 63, 58 (2004).
[CrossRef]

Bergmann, A.

W. Becker, A. Bergmann, M. A. Hink, K. König, K. Benndorf, and C. Biskup, Microsc. Res. Tech. 63, 58 (2004).
[CrossRef]

Bilenko, O.

L. Alaverdian, S. Alaverdian, O. Bilenko, I. Bogdanov, E. Filippova, D. Gavrilov, B. Gorbovitski, M. Gouzman, G. Gudkov, S. Domratchev, O. Kosobokova, N. Lifshitz, S. Luryi, V. Ruskovoloshin, A. Stepoukhovitch, M. Tcherevishnick, G. Tyshko, and V. Gorfinkel, Electrophoresis 23, 2804 (2002).
[CrossRef] [PubMed]

Biskup, C.

W. Becker, A. Bergmann, M. A. Hink, K. König, K. Benndorf, and C. Biskup, Microsc. Res. Tech. 63, 58 (2004).
[CrossRef]

Bitauld, D.

A. Divochiy, F. Marsili, D. Bitauld, A. Gaggero, R. Leoni, F. Mattioli, A. Korneev, V. Seleznev, N. Kaurova, O. Minaeva, G. Goltsman, K. G. Lagoudakis, M. Benkhaoul, F. Lévy, and A. Fiore, Nat. Photon. 2, 302 (2008).
[CrossRef]

Bogdanov, I.

L. Alaverdian, S. Alaverdian, O. Bilenko, I. Bogdanov, E. Filippova, D. Gavrilov, B. Gorbovitski, M. Gouzman, G. Gudkov, S. Domratchev, O. Kosobokova, N. Lifshitz, S. Luryi, V. Ruskovoloshin, A. Stepoukhovitch, M. Tcherevishnick, G. Tyshko, and V. Gorfinkel, Electrophoresis 23, 2804 (2002).
[CrossRef] [PubMed]

Divochiy, A.

A. Divochiy, F. Marsili, D. Bitauld, A. Gaggero, R. Leoni, F. Mattioli, A. Korneev, V. Seleznev, N. Kaurova, O. Minaeva, G. Goltsman, K. G. Lagoudakis, M. Benkhaoul, F. Lévy, and A. Fiore, Nat. Photon. 2, 302 (2008).
[CrossRef]

Domratchev, S.

L. Alaverdian, S. Alaverdian, O. Bilenko, I. Bogdanov, E. Filippova, D. Gavrilov, B. Gorbovitski, M. Gouzman, G. Gudkov, S. Domratchev, O. Kosobokova, N. Lifshitz, S. Luryi, V. Ruskovoloshin, A. Stepoukhovitch, M. Tcherevishnick, G. Tyshko, and V. Gorfinkel, Electrophoresis 23, 2804 (2002).
[CrossRef] [PubMed]

Donati, S.

S. Donati, Photodetectors (Prentice Hall, 1999).

Du, W.

W. Du, H. Inokawa, and H. Satoh, in Extended Abstracts of the 2010 International Conference on Solid State Devices and Materials (2010), pp. 493–494.

Endoh, T.

V. Singh, H. Inokawa, T. Endoh, and H. Satoh, Jpn. J. Appl. Phys. 49, 128002 (2010).
[CrossRef]

Filippova, E.

L. Alaverdian, S. Alaverdian, O. Bilenko, I. Bogdanov, E. Filippova, D. Gavrilov, B. Gorbovitski, M. Gouzman, G. Gudkov, S. Domratchev, O. Kosobokova, N. Lifshitz, S. Luryi, V. Ruskovoloshin, A. Stepoukhovitch, M. Tcherevishnick, G. Tyshko, and V. Gorfinkel, Electrophoresis 23, 2804 (2002).
[CrossRef] [PubMed]

Fiore, A.

A. Divochiy, F. Marsili, D. Bitauld, A. Gaggero, R. Leoni, F. Mattioli, A. Korneev, V. Seleznev, N. Kaurova, O. Minaeva, G. Goltsman, K. G. Lagoudakis, M. Benkhaoul, F. Lévy, and A. Fiore, Nat. Photon. 2, 302 (2008).
[CrossRef]

Fujikata, J.

T. Ishi, J. Fujikata, K. Makita, T. Baba, and K. Ohashi, Jpn. J. Appl. Phys. 44, L364 (2005).
[CrossRef]

Fujiwara, A.

K. Nishiguchi, Y. Ono, A. Fujiwara, H. Yamaguchi, H. Inokawa, and Y. Takahashi, Appl. Phys. Lett. 90, 223108(2007).
[CrossRef]

A. Fujiwara, K. Yamazaki, and Y. Takahashi, Appl. Phys. Lett. 80, 4567 (2002).
[CrossRef]

Gaggero, A.

A. Divochiy, F. Marsili, D. Bitauld, A. Gaggero, R. Leoni, F. Mattioli, A. Korneev, V. Seleznev, N. Kaurova, O. Minaeva, G. Goltsman, K. G. Lagoudakis, M. Benkhaoul, F. Lévy, and A. Fiore, Nat. Photon. 2, 302 (2008).
[CrossRef]

Gansen, E. J.

E. J. Gansen, M. A. Rowe, M. B. Greene, D. Rosenberg, T. E. Harvey, M. Y. Su, R. H. Hadfield, S. W. Nam, and R. P. Mirin, Nat. Photon. 1, 585 (2007).
[CrossRef]

Gavrilov, D.

L. Alaverdian, S. Alaverdian, O. Bilenko, I. Bogdanov, E. Filippova, D. Gavrilov, B. Gorbovitski, M. Gouzman, G. Gudkov, S. Domratchev, O. Kosobokova, N. Lifshitz, S. Luryi, V. Ruskovoloshin, A. Stepoukhovitch, M. Tcherevishnick, G. Tyshko, and V. Gorfinkel, Electrophoresis 23, 2804 (2002).
[CrossRef] [PubMed]

Gisin, N.

N. Gisin, G. Ribordy, W. Tittel, and H. Zbinden, Rev. Mod. Phys. 74, 145 (2002).
[CrossRef]

Goltsman, G.

A. Divochiy, F. Marsili, D. Bitauld, A. Gaggero, R. Leoni, F. Mattioli, A. Korneev, V. Seleznev, N. Kaurova, O. Minaeva, G. Goltsman, K. G. Lagoudakis, M. Benkhaoul, F. Lévy, and A. Fiore, Nat. Photon. 2, 302 (2008).
[CrossRef]

Gorbovitski, B.

L. Alaverdian, S. Alaverdian, O. Bilenko, I. Bogdanov, E. Filippova, D. Gavrilov, B. Gorbovitski, M. Gouzman, G. Gudkov, S. Domratchev, O. Kosobokova, N. Lifshitz, S. Luryi, V. Ruskovoloshin, A. Stepoukhovitch, M. Tcherevishnick, G. Tyshko, and V. Gorfinkel, Electrophoresis 23, 2804 (2002).
[CrossRef] [PubMed]

Gorfinkel, V.

L. Alaverdian, S. Alaverdian, O. Bilenko, I. Bogdanov, E. Filippova, D. Gavrilov, B. Gorbovitski, M. Gouzman, G. Gudkov, S. Domratchev, O. Kosobokova, N. Lifshitz, S. Luryi, V. Ruskovoloshin, A. Stepoukhovitch, M. Tcherevishnick, G. Tyshko, and V. Gorfinkel, Electrophoresis 23, 2804 (2002).
[CrossRef] [PubMed]

Gouzman, M.

L. Alaverdian, S. Alaverdian, O. Bilenko, I. Bogdanov, E. Filippova, D. Gavrilov, B. Gorbovitski, M. Gouzman, G. Gudkov, S. Domratchev, O. Kosobokova, N. Lifshitz, S. Luryi, V. Ruskovoloshin, A. Stepoukhovitch, M. Tcherevishnick, G. Tyshko, and V. Gorfinkel, Electrophoresis 23, 2804 (2002).
[CrossRef] [PubMed]

Greene, M. B.

E. J. Gansen, M. A. Rowe, M. B. Greene, D. Rosenberg, T. E. Harvey, M. Y. Su, R. H. Hadfield, S. W. Nam, and R. P. Mirin, Nat. Photon. 1, 585 (2007).
[CrossRef]

Gudkov, G.

L. Alaverdian, S. Alaverdian, O. Bilenko, I. Bogdanov, E. Filippova, D. Gavrilov, B. Gorbovitski, M. Gouzman, G. Gudkov, S. Domratchev, O. Kosobokova, N. Lifshitz, S. Luryi, V. Ruskovoloshin, A. Stepoukhovitch, M. Tcherevishnick, G. Tyshko, and V. Gorfinkel, Electrophoresis 23, 2804 (2002).
[CrossRef] [PubMed]

Hadfield, R. H.

E. J. Gansen, M. A. Rowe, M. B. Greene, D. Rosenberg, T. E. Harvey, M. Y. Su, R. H. Hadfield, S. W. Nam, and R. P. Mirin, Nat. Photon. 1, 585 (2007).
[CrossRef]

Harvey, T. E.

E. J. Gansen, M. A. Rowe, M. B. Greene, D. Rosenberg, T. E. Harvey, M. Y. Su, R. H. Hadfield, S. W. Nam, and R. P. Mirin, Nat. Photon. 1, 585 (2007).
[CrossRef]

Hink, M. A.

W. Becker, A. Bergmann, M. A. Hink, K. König, K. Benndorf, and C. Biskup, Microsc. Res. Tech. 63, 58 (2004).
[CrossRef]

Hogue, H.

J. Kim, S. Takeuchi, Y. Yamamoto, and H. Hogue, Appl. Phys. Lett. 74, 902 (1999).
[CrossRef]

Inokawa, H.

V. Singh, H. Inokawa, T. Endoh, and H. Satoh, Jpn. J. Appl. Phys. 49, 128002 (2010).
[CrossRef]

K. Nishiguchi, Y. Ono, A. Fujiwara, H. Yamaguchi, H. Inokawa, and Y. Takahashi, Appl. Phys. Lett. 90, 223108(2007).
[CrossRef]

W. Du, H. Inokawa, and H. Satoh, in Extended Abstracts of the 2010 International Conference on Solid State Devices and Materials (2010), pp. 493–494.

Ishi, T.

T. Ishi, J. Fujikata, K. Makita, T. Baba, and K. Ohashi, Jpn. J. Appl. Phys. 44, L364 (2005).
[CrossRef]

Kardynal, B. E.

B. E. Kardynał, Z. L. Yuan, and A. J. Shields, Nat. Photon. 2, 425 (2008).
[CrossRef]

Kaurova, N.

A. Divochiy, F. Marsili, D. Bitauld, A. Gaggero, R. Leoni, F. Mattioli, A. Korneev, V. Seleznev, N. Kaurova, O. Minaeva, G. Goltsman, K. G. Lagoudakis, M. Benkhaoul, F. Lévy, and A. Fiore, Nat. Photon. 2, 302 (2008).
[CrossRef]

Kim, J.

J. Kim, S. Takeuchi, Y. Yamamoto, and H. Hogue, Appl. Phys. Lett. 74, 902 (1999).
[CrossRef]

Kimura, T.

H. Kosaka, A. Tomita, Y. Nambu, T. Kimura, and K. Nakamura, Electron. Lett. 39, 1199 (2003).
[CrossRef]

Knill, E.

E. Knill, R. Laflamme, and G. J. Milburn, Nature 409, 46(2001).
[CrossRef] [PubMed]

König, K.

W. Becker, A. Bergmann, M. A. Hink, K. König, K. Benndorf, and C. Biskup, Microsc. Res. Tech. 63, 58 (2004).
[CrossRef]

Korneev, A.

A. Divochiy, F. Marsili, D. Bitauld, A. Gaggero, R. Leoni, F. Mattioli, A. Korneev, V. Seleznev, N. Kaurova, O. Minaeva, G. Goltsman, K. G. Lagoudakis, M. Benkhaoul, F. Lévy, and A. Fiore, Nat. Photon. 2, 302 (2008).
[CrossRef]

Kosaka, H.

H. Kosaka, A. Tomita, Y. Nambu, T. Kimura, and K. Nakamura, Electron. Lett. 39, 1199 (2003).
[CrossRef]

Kosobokova, O.

L. Alaverdian, S. Alaverdian, O. Bilenko, I. Bogdanov, E. Filippova, D. Gavrilov, B. Gorbovitski, M. Gouzman, G. Gudkov, S. Domratchev, O. Kosobokova, N. Lifshitz, S. Luryi, V. Ruskovoloshin, A. Stepoukhovitch, M. Tcherevishnick, G. Tyshko, and V. Gorfinkel, Electrophoresis 23, 2804 (2002).
[CrossRef] [PubMed]

Krall, H. R.

G. A. Morton, H. M. Smith, and H. R. Krall, Appl. Phys. Lett. 13, 356 (1968).
[CrossRef]

Laflamme, R.

E. Knill, R. Laflamme, and G. J. Milburn, Nature 409, 46(2001).
[CrossRef] [PubMed]

Lagoudakis, K. G.

A. Divochiy, F. Marsili, D. Bitauld, A. Gaggero, R. Leoni, F. Mattioli, A. Korneev, V. Seleznev, N. Kaurova, O. Minaeva, G. Goltsman, K. G. Lagoudakis, M. Benkhaoul, F. Lévy, and A. Fiore, Nat. Photon. 2, 302 (2008).
[CrossRef]

Leoni, R.

A. Divochiy, F. Marsili, D. Bitauld, A. Gaggero, R. Leoni, F. Mattioli, A. Korneev, V. Seleznev, N. Kaurova, O. Minaeva, G. Goltsman, K. G. Lagoudakis, M. Benkhaoul, F. Lévy, and A. Fiore, Nat. Photon. 2, 302 (2008).
[CrossRef]

Lévy, F.

A. Divochiy, F. Marsili, D. Bitauld, A. Gaggero, R. Leoni, F. Mattioli, A. Korneev, V. Seleznev, N. Kaurova, O. Minaeva, G. Goltsman, K. G. Lagoudakis, M. Benkhaoul, F. Lévy, and A. Fiore, Nat. Photon. 2, 302 (2008).
[CrossRef]

Lifshitz, N.

L. Alaverdian, S. Alaverdian, O. Bilenko, I. Bogdanov, E. Filippova, D. Gavrilov, B. Gorbovitski, M. Gouzman, G. Gudkov, S. Domratchev, O. Kosobokova, N. Lifshitz, S. Luryi, V. Ruskovoloshin, A. Stepoukhovitch, M. Tcherevishnick, G. Tyshko, and V. Gorfinkel, Electrophoresis 23, 2804 (2002).
[CrossRef] [PubMed]

Lita, A. E.

Luryi, S.

L. Alaverdian, S. Alaverdian, O. Bilenko, I. Bogdanov, E. Filippova, D. Gavrilov, B. Gorbovitski, M. Gouzman, G. Gudkov, S. Domratchev, O. Kosobokova, N. Lifshitz, S. Luryi, V. Ruskovoloshin, A. Stepoukhovitch, M. Tcherevishnick, G. Tyshko, and V. Gorfinkel, Electrophoresis 23, 2804 (2002).
[CrossRef] [PubMed]

Makita, K.

T. Ishi, J. Fujikata, K. Makita, T. Baba, and K. Ohashi, Jpn. J. Appl. Phys. 44, L364 (2005).
[CrossRef]

Marsili, F.

A. Divochiy, F. Marsili, D. Bitauld, A. Gaggero, R. Leoni, F. Mattioli, A. Korneev, V. Seleznev, N. Kaurova, O. Minaeva, G. Goltsman, K. G. Lagoudakis, M. Benkhaoul, F. Lévy, and A. Fiore, Nat. Photon. 2, 302 (2008).
[CrossRef]

Mattioli, F.

A. Divochiy, F. Marsili, D. Bitauld, A. Gaggero, R. Leoni, F. Mattioli, A. Korneev, V. Seleznev, N. Kaurova, O. Minaeva, G. Goltsman, K. G. Lagoudakis, M. Benkhaoul, F. Lévy, and A. Fiore, Nat. Photon. 2, 302 (2008).
[CrossRef]

Milburn, G. J.

E. Knill, R. Laflamme, and G. J. Milburn, Nature 409, 46(2001).
[CrossRef] [PubMed]

Miller, A. J.

Minaeva, O.

A. Divochiy, F. Marsili, D. Bitauld, A. Gaggero, R. Leoni, F. Mattioli, A. Korneev, V. Seleznev, N. Kaurova, O. Minaeva, G. Goltsman, K. G. Lagoudakis, M. Benkhaoul, F. Lévy, and A. Fiore, Nat. Photon. 2, 302 (2008).
[CrossRef]

Mirin, R. P.

E. J. Gansen, M. A. Rowe, M. B. Greene, D. Rosenberg, T. E. Harvey, M. Y. Su, R. H. Hadfield, S. W. Nam, and R. P. Mirin, Nat. Photon. 1, 585 (2007).
[CrossRef]

Morton, G. A.

G. A. Morton, H. M. Smith, and H. R. Krall, Appl. Phys. Lett. 13, 356 (1968).
[CrossRef]

Nakamura, K.

H. Kosaka, A. Tomita, Y. Nambu, T. Kimura, and K. Nakamura, Electron. Lett. 39, 1199 (2003).
[CrossRef]

Nam, S. W.

A. E. Lita, A. J. Miller, and S. W. Nam, Opt. Express 16, 3032 (2008).
[CrossRef] [PubMed]

E. J. Gansen, M. A. Rowe, M. B. Greene, D. Rosenberg, T. E. Harvey, M. Y. Su, R. H. Hadfield, S. W. Nam, and R. P. Mirin, Nat. Photon. 1, 585 (2007).
[CrossRef]

Nambu, Y.

H. Kosaka, A. Tomita, Y. Nambu, T. Kimura, and K. Nakamura, Electron. Lett. 39, 1199 (2003).
[CrossRef]

Nishiguchi, K.

K. Nishiguchi, Y. Ono, A. Fujiwara, H. Yamaguchi, H. Inokawa, and Y. Takahashi, Appl. Phys. Lett. 90, 223108(2007).
[CrossRef]

Ohashi, K.

T. Ishi, J. Fujikata, K. Makita, T. Baba, and K. Ohashi, Jpn. J. Appl. Phys. 44, L364 (2005).
[CrossRef]

Ono, Y.

K. Nishiguchi, Y. Ono, A. Fujiwara, H. Yamaguchi, H. Inokawa, and Y. Takahashi, Appl. Phys. Lett. 90, 223108(2007).
[CrossRef]

Ribordy, G.

N. Gisin, G. Ribordy, W. Tittel, and H. Zbinden, Rev. Mod. Phys. 74, 145 (2002).
[CrossRef]

Rosenberg, D.

E. J. Gansen, M. A. Rowe, M. B. Greene, D. Rosenberg, T. E. Harvey, M. Y. Su, R. H. Hadfield, S. W. Nam, and R. P. Mirin, Nat. Photon. 1, 585 (2007).
[CrossRef]

Rowe, M. A.

E. J. Gansen, M. A. Rowe, M. B. Greene, D. Rosenberg, T. E. Harvey, M. Y. Su, R. H. Hadfield, S. W. Nam, and R. P. Mirin, Nat. Photon. 1, 585 (2007).
[CrossRef]

Ruskovoloshin, V.

L. Alaverdian, S. Alaverdian, O. Bilenko, I. Bogdanov, E. Filippova, D. Gavrilov, B. Gorbovitski, M. Gouzman, G. Gudkov, S. Domratchev, O. Kosobokova, N. Lifshitz, S. Luryi, V. Ruskovoloshin, A. Stepoukhovitch, M. Tcherevishnick, G. Tyshko, and V. Gorfinkel, Electrophoresis 23, 2804 (2002).
[CrossRef] [PubMed]

Satoh, H.

V. Singh, H. Inokawa, T. Endoh, and H. Satoh, Jpn. J. Appl. Phys. 49, 128002 (2010).
[CrossRef]

W. Du, H. Inokawa, and H. Satoh, in Extended Abstracts of the 2010 International Conference on Solid State Devices and Materials (2010), pp. 493–494.

Seleznev, V.

A. Divochiy, F. Marsili, D. Bitauld, A. Gaggero, R. Leoni, F. Mattioli, A. Korneev, V. Seleznev, N. Kaurova, O. Minaeva, G. Goltsman, K. G. Lagoudakis, M. Benkhaoul, F. Lévy, and A. Fiore, Nat. Photon. 2, 302 (2008).
[CrossRef]

Shields, A. J.

B. E. Kardynał, Z. L. Yuan, and A. J. Shields, Nat. Photon. 2, 425 (2008).
[CrossRef]

Singh, V.

V. Singh, H. Inokawa, T. Endoh, and H. Satoh, Jpn. J. Appl. Phys. 49, 128002 (2010).
[CrossRef]

Smith, H. M.

G. A. Morton, H. M. Smith, and H. R. Krall, Appl. Phys. Lett. 13, 356 (1968).
[CrossRef]

Stepoukhovitch, A.

L. Alaverdian, S. Alaverdian, O. Bilenko, I. Bogdanov, E. Filippova, D. Gavrilov, B. Gorbovitski, M. Gouzman, G. Gudkov, S. Domratchev, O. Kosobokova, N. Lifshitz, S. Luryi, V. Ruskovoloshin, A. Stepoukhovitch, M. Tcherevishnick, G. Tyshko, and V. Gorfinkel, Electrophoresis 23, 2804 (2002).
[CrossRef] [PubMed]

Su, M. Y.

E. J. Gansen, M. A. Rowe, M. B. Greene, D. Rosenberg, T. E. Harvey, M. Y. Su, R. H. Hadfield, S. W. Nam, and R. P. Mirin, Nat. Photon. 1, 585 (2007).
[CrossRef]

Takahashi, Y.

K. Nishiguchi, Y. Ono, A. Fujiwara, H. Yamaguchi, H. Inokawa, and Y. Takahashi, Appl. Phys. Lett. 90, 223108(2007).
[CrossRef]

A. Fujiwara, K. Yamazaki, and Y. Takahashi, Appl. Phys. Lett. 80, 4567 (2002).
[CrossRef]

Takeuchi, S.

J. Kim, S. Takeuchi, Y. Yamamoto, and H. Hogue, Appl. Phys. Lett. 74, 902 (1999).
[CrossRef]

Tcherevishnick, M.

L. Alaverdian, S. Alaverdian, O. Bilenko, I. Bogdanov, E. Filippova, D. Gavrilov, B. Gorbovitski, M. Gouzman, G. Gudkov, S. Domratchev, O. Kosobokova, N. Lifshitz, S. Luryi, V. Ruskovoloshin, A. Stepoukhovitch, M. Tcherevishnick, G. Tyshko, and V. Gorfinkel, Electrophoresis 23, 2804 (2002).
[CrossRef] [PubMed]

Tittel, W.

N. Gisin, G. Ribordy, W. Tittel, and H. Zbinden, Rev. Mod. Phys. 74, 145 (2002).
[CrossRef]

Tomita, A.

H. Kosaka, A. Tomita, Y. Nambu, T. Kimura, and K. Nakamura, Electron. Lett. 39, 1199 (2003).
[CrossRef]

Tyshko, G.

L. Alaverdian, S. Alaverdian, O. Bilenko, I. Bogdanov, E. Filippova, D. Gavrilov, B. Gorbovitski, M. Gouzman, G. Gudkov, S. Domratchev, O. Kosobokova, N. Lifshitz, S. Luryi, V. Ruskovoloshin, A. Stepoukhovitch, M. Tcherevishnick, G. Tyshko, and V. Gorfinkel, Electrophoresis 23, 2804 (2002).
[CrossRef] [PubMed]

Yamaguchi, H.

K. Nishiguchi, Y. Ono, A. Fujiwara, H. Yamaguchi, H. Inokawa, and Y. Takahashi, Appl. Phys. Lett. 90, 223108(2007).
[CrossRef]

Yamamoto, Y.

J. Kim, S. Takeuchi, Y. Yamamoto, and H. Hogue, Appl. Phys. Lett. 74, 902 (1999).
[CrossRef]

Yamazaki, K.

A. Fujiwara, K. Yamazaki, and Y. Takahashi, Appl. Phys. Lett. 80, 4567 (2002).
[CrossRef]

Yuan, Z. L.

B. E. Kardynał, Z. L. Yuan, and A. J. Shields, Nat. Photon. 2, 425 (2008).
[CrossRef]

Zbinden, H.

N. Gisin, G. Ribordy, W. Tittel, and H. Zbinden, Rev. Mod. Phys. 74, 145 (2002).
[CrossRef]

Appl. Phys. Lett. (4)

A. Fujiwara, K. Yamazaki, and Y. Takahashi, Appl. Phys. Lett. 80, 4567 (2002).
[CrossRef]

K. Nishiguchi, Y. Ono, A. Fujiwara, H. Yamaguchi, H. Inokawa, and Y. Takahashi, Appl. Phys. Lett. 90, 223108(2007).
[CrossRef]

G. A. Morton, H. M. Smith, and H. R. Krall, Appl. Phys. Lett. 13, 356 (1968).
[CrossRef]

J. Kim, S. Takeuchi, Y. Yamamoto, and H. Hogue, Appl. Phys. Lett. 74, 902 (1999).
[CrossRef]

Electron. Lett. (1)

H. Kosaka, A. Tomita, Y. Nambu, T. Kimura, and K. Nakamura, Electron. Lett. 39, 1199 (2003).
[CrossRef]

Electrophoresis (1)

L. Alaverdian, S. Alaverdian, O. Bilenko, I. Bogdanov, E. Filippova, D. Gavrilov, B. Gorbovitski, M. Gouzman, G. Gudkov, S. Domratchev, O. Kosobokova, N. Lifshitz, S. Luryi, V. Ruskovoloshin, A. Stepoukhovitch, M. Tcherevishnick, G. Tyshko, and V. Gorfinkel, Electrophoresis 23, 2804 (2002).
[CrossRef] [PubMed]

Jpn. J. Appl. Phys. (2)

V. Singh, H. Inokawa, T. Endoh, and H. Satoh, Jpn. J. Appl. Phys. 49, 128002 (2010).
[CrossRef]

T. Ishi, J. Fujikata, K. Makita, T. Baba, and K. Ohashi, Jpn. J. Appl. Phys. 44, L364 (2005).
[CrossRef]

Microsc. Res. Tech. (1)

W. Becker, A. Bergmann, M. A. Hink, K. König, K. Benndorf, and C. Biskup, Microsc. Res. Tech. 63, 58 (2004).
[CrossRef]

Nat. Photon. (3)

E. J. Gansen, M. A. Rowe, M. B. Greene, D. Rosenberg, T. E. Harvey, M. Y. Su, R. H. Hadfield, S. W. Nam, and R. P. Mirin, Nat. Photon. 1, 585 (2007).
[CrossRef]

A. Divochiy, F. Marsili, D. Bitauld, A. Gaggero, R. Leoni, F. Mattioli, A. Korneev, V. Seleznev, N. Kaurova, O. Minaeva, G. Goltsman, K. G. Lagoudakis, M. Benkhaoul, F. Lévy, and A. Fiore, Nat. Photon. 2, 302 (2008).
[CrossRef]

B. E. Kardynał, Z. L. Yuan, and A. J. Shields, Nat. Photon. 2, 425 (2008).
[CrossRef]

Nature (1)

E. Knill, R. Laflamme, and G. J. Milburn, Nature 409, 46(2001).
[CrossRef] [PubMed]

Opt. Express (1)

Rev. Mod. Phys. (1)

N. Gisin, G. Ribordy, W. Tittel, and H. Zbinden, Rev. Mod. Phys. 74, 145 (2002).
[CrossRef]

Other (2)

S. Donati, Photodetectors (Prentice Hall, 1999).

W. Du, H. Inokawa, and H. Satoh, in Extended Abstracts of the 2010 International Conference on Solid State Devices and Materials (2010), pp. 493–494.

Cited By

OSA participates in CrossRef's Cited-By Linking service. Citing articles from OSA journals and other participating publishers are listed here.

Alert me when this article is cited.


Figures (6)

Fig. 1
Fig. 1

Device structure. (a) Top view. (b) Cross-sectional view. The thicknesses of the buried oxide, SOI, LG oxide, and insulator below the UG) are 145, 50, 5, and 440 nm , respectively.

Fig. 2
Fig. 2

Drain current waveforms at 300 K for different levels of light intensity at a wavelength of 550 nm . Base line current is about 1 nA , and each waveform is shifted for clarity. V D , V LG , V UG , and V SUB are 0.05, 1 , 0.6 , and 1 V , respectively.

Fig. 3
Fig. 3

Count rate as a function of nominal photon incident rate for different wavelengths. Solid symbols are measured data and solid curves are fitted lines with a fixed slope of 1.

Fig. 4
Fig. 4

Nominal quantum efficiency with respect to the wavelength. Light absorption by the 50 nm Si slab calculated from the absorption coefficient is also shown.

Fig. 5
Fig. 5

Histograms of digitized drain currents corresponding to Fig. 2. The first, second, third, and fourth peaks from left in each graph correspond to zero, one, two, and three trapped holes, respectively. Data acquisition time period and time step are 1.56 s and 61 μs , respectively, and 25,600 ( = 1.56 s / 61 μs ) data points (current values) are classified into bins with a width of 2 pA .

Fig. 6
Fig. 6

(a) Probability of states obtained from Fig. 5 as a function of count rate, namely, hole generation rate R. States f 0 , f 1 , f 2 , and f 3 correspond to zero, one, two, and three trapped holes, respectively. (b) State transition diagram to explain (a).

Metrics