超导氮化钛薄膜对环境侵蚀的高抗性
超导电性
2024-10-24 v1 材料科学
摘要
超导体作为一类重要的功能材料，在基础科学和实际应用中都占据着关键地位。然而，大多数超导体，包括 MgB、BiSrCaCuO 和 FeSe，对环境侵蚀（如水和潮湿空气）高度敏感，阻碍了其广泛应用。更重要的是，大多数超导体在各种环境中的表面物理和化学过程仍知之甚少。在此，我们全面研究了超导氮化钛（TiN）外延薄膜对酸碱侵蚀的高抗性。出乎意料的是，尽管在酸性和碱性溶液中浸泡超过 7 天，TiN 薄膜的晶体结构和超导性能仍保持稳定，高分辨率 X 射线衍射、电输运、原子力显微镜和扫描电子显微镜的结果证明了这一点。此外，结合扫描透射电子显微镜分析与密度泛函理论计算揭示了腐蚀机制：酸性腐蚀由于 Cl 离子取代 N 阴离子而导致大量缺陷的产生，而碱性环境则通过稳定 OH 吸附物显著减小薄膜厚度。我们的结果揭示了超导材料对环境侵蚀的意外稳定性和耐久性，突显了其在各种应用中增强可靠性和延长使用寿命的潜力。
引用
@article{arxiv.2410.17588,
title = {High resistance of superconducting TiN thin films against environmental attacks},
author = {Zhangyuan Guo and Min Ge and You-Qi Zhou and Jiachang Bi and Qinghua Zhang and Jiahui Zhang and Jin-Tao Ye and Rongjing Zhai and Fangfang Ge and Yuan Huang and Ruyi Zhang and Xiong Yao and Liang-Feng Huang and Yanwei Cao},
journal= {arXiv preprint arXiv:2410.17588},
year = {2024}
}
备注
10 pages, 8 figures