Grant: Collaborative Science, Technology and Innovation Program - Collaborative R&D Initiatives

The Project aims to develop a new generation of single-photon detectors (SPDs) that combine high photogeneration gain, ultrafast response, low dark noise, and telecom-band sensitivity with the practical advantages of low cost, fiber compatibility, and scalable manufacturing. The technology centers on environmentally benign SnTe quantum dots (QDs), which have novel multiple-exciton generation (MEG) and avalanche multiplication effect to enable superior infrared photon harvesting. Building on the Project team’s preliminary achievements—including SnTe/ZnTe core–shell QD synthesis, device-level MEG demonstration, and a unique ultrafast photocurrent spectroscopy platform—the Project optimizes QD chemistry, engineer device architectures, and elucidate in-situ ultrafast carrier dynamics to maximize SPD performance. The resulting chip-integrated detectors have the potential to surpass conventional semiconductor and superconducting SPDs, offering high gain, reduced noise, and telecom compatibility. The Project advances Canada’s quantum technology ecosystem, strengthens collaborations across academia, industry, and government, and supports secure quantum communication infrastructure of national importance.

Le projet vise à développer une nouvelle génération de détecteurs de photons uniques (SPD) qui allient gain de photogénération élevé, réponse ultrarapide, bruit de courant d’obscurité faible et sensibilité aux bandes télécoms avec les avantages pratiques d’un faible coût, d’une compatibilité avec la fibre optique et d’une fabrication évolutive. Cette technologie douce est centrée sur les points quantiques (QDs) de tellurure d’étain (SnTe), qui présentent une génération d’excitons multiples (MEG) et un effet de multiplication en avalanche novateurs permettant une récolte supérieure des photons infrarouges. S’appuyant sur les résultats préliminaires de l’équipe du projet, y compris la synthèse de points quantiques de SnTe/ZnTe (tellurure de zinc) à structure cœur-coquille, la démonstration de la MEG au niveau des dispositifs et une plateforme unique de spectroscopie photocourant ultrarapide, le projet optimise la chimie des points quantiques, conçoit des architectures de dispositifs et élucide la dynamique ultrarapide des porteurs in situ afin de maximiser les performances des SPD. Les détecteurs intégrés à la puce qui en résultent ont le potentiel de surpasser les SPD conventionnels à semi-conducteurs et supraconducteurs, offrant un gain élevé, un bruit réduit et une compatibilité avec les télécommunications. Le projet fait progresser l’écosystème technologique quantique du Canada, renforce les collaborations entre le monde universitaire, l’industrie et le gouvernement, et soutient une infrastructure de communication quantique sécurisée d’importance nationale.

In the short term, anticipated outcomes will be strengthened collaborations across industry, academia, and government to support research excellence. In the medium term, anticipated outcomes will be the development of new and potentially disruptive technologies with collaborators. In the long term, find collaborative solutions to public policy challenges and create stronger innovation systems.

À court terme, les résultats prévus seront des collaborations renforcées entre l'industrie, le milieu universitaire et le gouvernement pour soutenir l'excellence en recherche. À moyen terme, les résultats attendus seront le développement de nouvelles technologies potentiellement perturbatrices avec des collaborateurs. À long terme, trouver des solutions collaboratives aux défis des politiques publiques et créer des systèmes d'innovation plus solides.

Collaborate on multiparty research and development programs to catalyze transformative, high-risk, high-reward research with the potential for game-changing scientific discoveries and technological breakthroughs in priority areas.

Collaborer à des programmes multipartites de recherche-développement dans le but de profiter de la synergie entre la recherche transformatrice à haut risque et à haut rendement et le potentiel de découvertes scientifiques et de percées technologiques révolutionnaires dans des secteurs d’intervention prioritaires.