系统调控NbN薄膜中泡利顺磁效应的研究

NbN薄膜的超导态和正常态性质可在很宽的范围内调控，为研究超导性能的系统性演化提供了合适的平台。在此，我们报道了在宽温度范围内，NbN薄膜在垂直（$B\perp$薄膜）和平行（$B\parallel$薄膜）取向下的上临界场。研究了超导临界温度$T_c$从2.5 K到9.8 K的八个样品。同时，通过改变薄膜生长条件，正常态电阻率被调控了六倍以上。研究发现，两个磁场方向上的上临界场（$B_{c2}^{\perp}$和$B_{c2}^{\parallel}$）的幅值均超过了顺磁极限场$B_p$。考虑泡利自旋顺磁性的扩展Werthamer-Helfand-Hohenberg（WHH）模型可以描述依赖于温度的$B_{c2}^{\perp}$。同时，$B_{c2}^{\parallel}$-$T$数据显示了在$T_c$附近温度范围内的二维超导特征。讨论了所获得的Maki参数与其他参数（如$T_c$附近的上临界场斜率和正常态电阻率）的演化关系，以揭示该系统中泡利顺磁效应的特征。