Вышедшие номера
Home » Журнал технической физики » Год 2021, выпуск 4 » Статья стр. 672
<<<>>>
Исследование ультратонких сверхпроводящих пленок нитрида ниобия, полученных методом атомно-слоевого осаждения
DOI: 10.21883/JTF.2021.04.50632.262-20
Шибалов М.В.1, Порохов Н.В.1, Мумляков А.М.1, Трофимов И.В.1, Дюдьбин Г.Д.1, Тимофеева Е.Р.1, Тагаченков А.М.1, Ануфриев Ю.В.1, Зенова Е.В.1, Тархов М.А.1
1Институт нанотехнологий микроэлектроники Российской академии наук, Москва, Россия
Email: shibalov.m@inme-ras.ru
Поступила в редакцию: 8 сентября 2020 г.
В окончательной редакции: 19 октября 2020 г.
Принята к печати: 6 ноября 2020 г.
Выставление онлайн: 15 декабря 2020 г.
PDF версия
Представлен способ осаждения ультратонких сверхпроводящих пленок NbNx методом атомно-слоевого осаждения, усиленного плазмой из металлорганического прекурсора и газовой смеси H2/Ar, используемой в качестве реактанта. Полученные образцы характеризовались измерением удельного сопротивления, спектральной эллипсометрией, атомно-силовой микроскопией и измерениями сверхпроводящих характеристик. Определены оптимальные параметры соотношения газов H2/Ar, при которых удельное сопротивление пленок NbNx минимально. Проведен сравнительный анализ удельного сопротивления полученных пленок NbNx. Исследована зависимость температуры перехода в сверхпроводящее состояние от толщины пленки. Достигнута температура перехода в 13.7 K и критическая плотность тока 0.7 МА/сm2. Высокая однородность пленки, прецизионный контроль толщины и температура осаждения 350oC дают возможность использовать данные пленки в производстве полевых транзисторов и в функциональных устройствах различного назначения, например, болометрах на горячих электронах, детекторах на кинетической индуктивности и сверхпроводниковых однофотонных детекторах. Ключевые слова: атомно-слоевое осаждение, сверхпроводники, нитрид ниобия, температура перехода, критическая плотность тока.
  1. A.T. Barton, R. Yue, S. Anwar, H. Zhu, X. Peng, S. McDonnell, N. Lu, R. Addou, L. Colombo, M.J. Kim, R.M. Wallace, C.L. Hinkle. Microelectronic Engineering, 147, 306 (2015). DOI: 10.1016/j.mee.2015.04.105
  2. R.S. Ningthoujam, N.S. Gajbhiye. Progr. Mater. Sci., 70, 50 (2015). DOI: 10.1016/j.pmatsci.2014.11.004
  3. V. Tabakov, A. Chikhranov, Y. Dolzhenko. IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. --- IOP Publishing, 709|,(3), 033096 (2020). DOI: 10.1088/1757-899X/709/3/033096
  4. G. Rami rez, S.E. Rodil, H. Arzate, S. Muhl, J.J. Olaya. Appl. Surf. Sci., 257 (7), 2555 (2011). DOI: 10.1016/j.apsusc.2010.10.021
  5. C.L. Huang, C.H. Lai, P.H. Tsai, H.A. Huang, J.C. Lin, C. Lee. Electron. Mater. Lett., 9 (5), 593 (2013). DOI: 10.1007/s13391-012-2173-0
  6. J. Hinz, A.J. Bauer, L. Frey. Semicond. Sci. Technol., 25|,(7), 075009 (2010). DOI: 10.1088/0268-1242/25/7/075009
  7. H.X. Lu, L. Kang, J. Chen, Y.Y. Zhong, N. He, Y. Jiang, M. Liang, Q.J. Yao, S.C. Shi. 33rd Intern. Conf. Infrared, Millimeter and Terahertz Waves (Pasadena, CA, USA, 2008), p. 1
  8. S. Miki, Y. Uzawa, A. Kawakami, Z. Wang. IEEET Transactions Appl. Superconductivity, 11 (1), 175 (2001). DOI: 10.1109/77.919313
  9. W.J. Zhang, L.X. You, H. Li, J. Huang, C.L. Lv, L. Zhang, X.Y. Liu, J.J. Wu, Z. Wang, X.M. Xie. Sci. China Phys., Mechan. Astronomy, 60|,(12), 120314 (2017). DOI: 10.1007/s11433-017-9113-4
  10. H. Li, H. Wang, L. You, P. Hu, W. Shen, W. Zhang, X. Yang, L. Zhang, H. Zhoi, Z. Wang, X. Xie. Opt. Express, 27 (4), 4727 (2019). DOI: 10.1364/OE.27.004727
  11. B.H. Eom, P.K. Day, H.G. LeDuc, J. Zmuidzinas. Nature Phys., 8 (8), 623 (2012). DOI: 10.1038/nphys2356
  12. T. Akune, N. Sakamoto, Y. Shibuya. Jpn. J. Appl. Phys., 21 (5R), 772 (1982). DOI: 10.1143/JJAP.21.772
  13. R.E. Treece, J.S. Horwitz, J.H. Claassen, D.B. Chrisey. Appl. Phys. Lett., 65 (22), 2860 (1994). DOI: 10.1063/1.112516
  14. J. Hinz, A.J. Bauer, T. Thiede, R.A. Fischer, L. Frey. Semicond. Sci. Technol., 25 (4), 045009 (2010). DOI: 10.1088/0268-1242/25/4/045009
  15. M. Ukibe, G. Fujii. IEEE Transactions on Appl. Superconductivity, 27 (4), 1 (2017). DOI: 10.1109/TASC.2017.2655719
  16. S. Linzen, M. Ziegler, O.V. Astafiev, M. Schmelz, U. Hubner, M. Diegel, E. Il'ichev, H.-G. Meyer. Supercond. Sci. Technol., 30 (3), (2017). DOI: 10.1088/1361-6668/aa572a
  17. M. Ziegler, L. Fritzsch, J. Day, S. Linzen, S. Anders, J. Toussaint, H.G. Meyer. Supercond. Sci. Technol., 26 (2), 025008 (2012). DOI: 10.1088/0953-2048/26/2/025008
  18. T. Faraz, H.C. Knoops, M.A. Verheijen, C.A. Van Helvoirt, S. Karwal, A. Sharma, V. Beladiya, A. Szeghalmi, D.M. Hausmann, J. Henri, M. Creatore, W.M.M. Kessels. ACS Appl. Mater. Interfaces, 10|,(15), 13158 (2018). DOI: 10.1021/acsami.8b00183
  19. S. Karwal, M.A. Verheijen, B.L. Williams, T. Faraz, W.M.M. Kessels, M. Creatore. J. Mater. Chem. C, 6 (15), 3917 (2018). DOI: 10.1039/C7TC05961B
  20. H.B. Profijt, P. Kudlacek, M.C.M. Van de Sanden, W.M.M. Kessels. J. The Electrochem. Society, 158 (4), G88 (2011). DOI: 10.1149/1.3552663
  21. L.E. Archer. PhD thesis (Massachusetts Institute of Technology, Cambridge, 2017)
  22. C.S. Menon, V.S. Pankajaksha. Bulletin Mater. Sci., 3, 187 (1987)
  23. A. Engel, H. Bartolf, A. Schilling, K. Il'in, M. Siegel, A. Semenov, H.W. Hubers. J. Phys.: Conf. Series, 97 (1), 012152 (2008). DOI: 10.1088/1742-6596/97/1/012152
  24. A. Nigro, G. Nobile, M.G. Rubino, R. Vaglio. Phys. Rev. B, 37 (8), 3970 (1988). DOI: 10.1103/PhysRevB.37.3970
  25. E. Knehr, A. Kuzmin, D.Y. Vodolazov, M. Ziegler, S. Doerner, K. Ilin, M. Siegel, R. Stolz, H. Schmidt. Supercond. Sci. Technol., 32 (12), 125007 (2019). DOI: 10.1088/1361-6668/ab48d7
  26. M. Ziegler, S. Linzen, S. Goerke, U. Bruckner, J. Plentz, J. Dellith, A. Himmerlich, M. Himmerlich, U. Hubner, S. Krischok, H.G. Meyer. IEEE Transactions on Appl. Superconductivity, 27 (7), 1 (2017). DOI: 10.1109/TASC.2017.2744326
  27. R. Cheng, S. Wang, H.X. Tang. Appl. Phys. Lett., 115 (24), 241101 (2019). DOI: 10.1063/1.5131664
  28. M. Chand, G. Saraswat, A. Kamlapure, M. Mondal, S. Kumar, J. Jesudasan, V. Bagwe, L. Benfatto, V. Tripathi, P. Raychaudhuri. Phys. Rev. B, 85 (1), 014508 (2012). DOI: 10.1103/PhysRevB.85.014508
  29. W. S ysz, M. Guziewicz, M. Borysiewicz, J.Z. Domaga a, I. Pasternak, K. Hejduk, W. Rzodkiewicz, J. Ratajczak, J. Bar, M. Wegrzecki, P. Grabiec, R. Grodecki, I. Wegrzecka, R. Sobolewski. Acta Phys. Pol. A, 120, 200 (2011). DOI: 10.12693/APhysPolA.120.200
  30. R. Jha, V.P.S. Awana. Novel Superconducting Mater., 1 (1), 7 (2013). DOI: 10.2478/nsm-2013-0002
  31. I. Milostnaya, A. Korneev, M. Tarkhov, A. Divochiy, O. Minaeva, V. Seleznev, N. Kaurova, B. Voronov, O. Okunev, G. Chulkova, K. Smirnov, G. Gol'tsman. J. Low Temperature Phys., 151 (1-2), 591 (2008). DOI: 10.1007/s10909-007-9691-4

Подсчитывается количество просмотров абстрактов ("html" на диаграммах) и полных версий статей ("pdf"). Просмотры с одинаковых IP-адресов засчитываются, если происходят с интервалом не менее 2-х часов.

Дата начала обработки статистических данных - 27 января 2016 г.

Учредители

Издатель

© 2024 Физико-технический институт им. А.Ф. Иоффе Российской академии наук
Powered by webapplicationthemes.com - High quality HTML Theme