面向超导量子传感器的 NbN 沉积工艺开发
仪器与探测器
2014-01-13 v1 材料科学
摘要
我们执行了一项详细的计划，以探索反应直流磁控溅射 NbN 的超导特性。基本原理是利用氩气点燃等离子体，然后引入少量额外的氮气流以实现 Nb 靶的氮化。随后的溅射导致 NbN 沉积在基底上。溅射薄膜的特性取决于多个参数：氩气压力、氮气流量及其时间演化分布、基底材料等。关键的是，靶电压随氮气流量变化的磁滞效应可用于在反应过程中对氮气消耗提供高效的监测。通过研究这些依赖关系，我们能够在蓝宝石、硅上二氧化硅和硅上氮化硅上实现高度可复现的薄膜特性。通过优化氩气压力使薄膜本征应力最小化，获得了 Tc = 14.65 K 的 NbN 薄膜。在本文中，我们报告了沉积速率、剩余电阻比（RRR）、薄膜电阻率、转变温度和应力等特性随沉积条件的变化。为了增进对薄膜微波特性的理解，我们制备了多种微带 NbN 谐振器（半波长、四分之一波长、环形谐振器）。在本文中，我们提供了这项工作的一个说明性结果，展示了一个 2.1097 GHz 谐振器在 3.3 K 下具有 15,962 的 Q 值。
引用
@article{arxiv.1401.2276,
title = {Development of a NbN Deposition Process for Superconducting Quantum Sensors},
author = {D. M. Glowacka and D. J. Goldie and S. Withington and H. Muhammad and G. Yassin},
journal= {arXiv preprint arXiv:1401.2276},
year = {2014}
}
备注
6 pages 13 figures. Submitteed to IEEE Trans. THz Sci Technol. 2013