为了提高探测器的灵敏度，达到单光子能量探测水平并具备光子数分辨能力，需要使TES超导薄膜的热容Ce尽可能小，薄膜超导转变区域内R-T曲线变化尽可能陡（超导转变宽度？Tc尽可能小），而且探测器的热噪声和读出电子学系统噪声水平要尽可能低。因此，超导TES单光子探测器中TES的尺寸通常在20m×20m左右，Tc在1.0mK量级，Tc值也即探测器的工作温度一般在几百mK温度范围内。
用于制备TES单光子探测器的超导材料既要满足较弱的电子-声子热耦合，也要使Tc值在几百mK范围内。目前用于开发TES单光子探测器的单元素超导薄膜有钨（W）薄膜、钛（Ti）薄膜、铪（Hf）薄膜，这几种超导薄膜的Tc值分别在100，390和128mK附近。除了单元素超导薄膜外，由超导材料薄膜和正常金属薄膜组成的双层薄膜也被用来制备TES单光子探测器，如钛/金（Ti/Au）和钛/钯（Ti/Pd）双层薄膜.由于超导邻近效应（proximitye？ect）的存在，可以通过控制正常金属Au或Pd薄膜的厚度来调节双层薄膜的Tc值；因而可以使用相同的双层薄膜材料体系制备出具有不同Tc值的探测器，这是采用双层薄膜制备探测器的主要优势。
因为器件结构类似，各个研究组制备TES单光子探测器的工艺流程也基本相同.首先在覆盖有一定厚度氮化硅（SiN）的硅（Si）衬底上，通过电子束蒸发或磁控溅射的方式生长一层几十纳米厚的单层或双层超导薄膜。对于Ti/Au或Ti/Pd双层薄膜来说，正常金属层Au或Pd薄膜先生长，超导层Ti薄膜后生长。在生长Au或Pd正常金属层之前，一般先沉积一层厚度为10—15nm的Ti薄膜来提高Au或Pd与SiN/Si衬底之间的黏合性.为了使不同金属薄膜层之间保持干净良好的界面，制备Ti/Au或Ti/Pd双层薄膜的三次薄膜生长过程需要在同一次真空环境下完成。薄膜生长完毕之后，做一次光刻，通过刻蚀的方法完成薄膜的图形化，形成具有特定尺寸的TES，如20m×20m的超导薄膜。
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