利用复合靶材共溅射在 SRF 腔内壁制备 Nb3Sn 涂层
加速器物理
2026-02-05 v2
摘要
我们在直流圆柱形磁控溅射系统中，使用由 Nb 和 Sn 管状靶组成的复合靶进行共溅射，在 2.6 GHz Nb 超导射频（SRF）腔的内表面沉积了 Nb3Sn 薄膜，随后对涂层腔进行了热退火处理。我们利用复制了 2.6 GHz Nb SRF 腔几何形状的铝模拟腔来优化沉积参数，最终在束管和赤道位置获得了 Sn 含量为 32 - 42 at. % 的共溅射 Nb-Sn 薄膜。为改善 Nb3Sn 薄膜的表面均匀性，我们研究了几种退火条件。在 600 C 下退火 6 小时，随后在 950 C 下退火 1 小时后，获得了最佳的共溅射 Nb-Sn 薄膜。将最佳工艺应用于 Nb 腔后，在低温杜瓦中进行了 RF 测试。Nb3Sn 涂层腔的 RF 测试表明，其超导转变温度（Tc）接近已报道的最高值，达到 17.78 K。该 Nb3Sn 腔经历了轻度 Sn 重新涂层处理，随后进行了额外的 RF 测试，结果表明其 RF 性能得到提升，这主要归因于 Nb3Sn 涂层表面均匀性的改善。
引用
@article{arxiv.2508.02894,
title = {Nb3Sn coating of SRF cavity by co-sputtering from a composite target},
author = {Md Sharifuzzaman Shakel and Grigory V. Eremeev and Anne-Marie Valente-Feliciano and Uttar Pudasaini and Hani E. Elsayed-Ali},
journal= {arXiv preprint arXiv:2508.02894},
year = {2026}
}