通过高功率脉冲磁控溅射优化超导氮化铌薄膜

我们报告了对通过反应性直流磁控溅射和反应性高功率脉冲磁控溅射（HiPIMS）沉积在氧化硅衬底上的氮化铌薄膜的系统比较。在确定了每种工艺下产生最高超导临界温度的氮气浓度后，我们表征了临界温度对薄膜厚度的依赖关系。HiPIMS 的最佳氮浓度高于直流溅射，并且在所研究的所有厚度下，HiPIMS 都产生了更高的临界温度。我们将此归因于 HiPIMS 工艺使薄膜在开始形成会降低临界温度的六方晶相之前能够更接近最佳化学计量比，同时 HiPIMS 工艺中额外的动能改善了结晶度。我们还研究了通过使用氮化铝缓冲层和衬底加热来提高 HiPIMS 薄膜临界温度的能力。