离子束辅助溅射氮化钛薄膜
超导电性
2023-10-11 v3 材料科学
摘要
氮化钛是许多超导器件（如纳米线微波谐振器和光子探测器）所关注的材料。因此，控制具有理想特性的 TiN 薄膜的生长至关重要。在先前关于氮化铌的研究中，离子束辅助溅射（IBAS）降低了沉积过程中对氮气的敏感性，同时提高了标称临界温度。我们分别采用传统的直流反应磁控溅射法和 IBAS 法沉积了氮化钛薄膜，并比较了它们的超导临界温度 Tc 随厚度、薄层电阻和氮气流量的变化关系。我们通过电输运和 X 射线衍射测量进行了电学和结构表征。与传统的反应溅射方法相比，IBAS 技术显示出标称临界温度提高了 10%，对氮气流量的敏感性降低了 33%，且晶格结构没有明显变化。此外，我们探索了超薄薄膜中超导 Tc 的行为。在高氮浓度下生长的薄膜，其趋势遵循无序薄膜中的平均场理论预测，并显示出由于几何效应导致的超导 Tc 抑制，而在低氮浓度下生长的氮化物薄膜则强烈偏离理论模型。
引用
@article{arxiv.2210.15065,
title = {Ion-beam Assisted Sputtering of Titanium Nitride Thin Films},
author = {Timothy Draher and Tomas Polakovic and Juliang Li and Yi Li and Ulrich Welp and Jidong Samuel Jiang and John Pearson and Whitney Armstrong and Zein-Eddine Meziani and Clarence Chang and Wai-Kwong Kwok and Zhili Xiao and Valentine Novosad},
journal= {arXiv preprint arXiv:2210.15065},
year = {2023}
}