Влияние тонкого защитного покрытия ScN на сверхпроводящие и структурные характеристики ультратонких пленок NbN
Порохов Н.В.1,2, Аниканов А.А.1, Шибалова А.А.1, Шибалов М.В.1, Дюдьбин Г.Д.1, Мумляков А.М.1, Трофимов И.В.1, Вовк Н.А.1, Тархов М.А.1,2
1Институт нанотехнологий микроэлектроники Российской академии наук, Москва, Россия
2Национальный исследовательский университет "МЭИ", Москва, Россия
Email: nporokhov@gmail.com
Поступила в редакцию: 8 июля 2024 г.
В окончательной редакции: 8 июля 2024 г.
Принята к печати: 11 июля 2024 г.
Выставление онлайн: 10 сентября 2024 г.
Исследовано влияние тонкого защитного слоя нитрида скандия (ScN) на сверхпроводящие свойства тонких пленок нитрида ниобия (NbN), полученных методом реактивного магнетронного осаждения. Представлен комплексный анализ морфологических, микроструктурных и электрофизических характеристик тонких пленок, прошедших процесс высокотемпературного отжига в атмосфере кислорода. Установлена зависимость критической температуры перехода тонкой пленки NbN от температуры отжига образцов в кислородной среде, как с покрытием ScN, так и без него. Из исследований рентгеновской рефлектометрии выяснилось, что пленка ScN выполняет функцию защитного слоя даже при температурах отжига около 450oC, не влияя на плотность и толщину слоя NbN. Показано, что тонкая пленка NbN, покрытая пленкой ScN, более устойчива к агрессивной среде, чем пленка, не покрытая ScN. Ключевые слова: сверхпроводимость, защитные покрытия, нитрид ниобия, нитрид скандия, тонкие пленки.
- C.M. Natarajan, M.G. Tanner, R.H. Hadfield. Supercond. Sci. Technol. 25, 6, 063001 (2012). https://doi.org/10.1088/0953-2048/25/6/063001, arXiv:1204.5560
- T.M. Klapwijk, A.V. Semenov. IEEE Trans. Terahertz Sci. Technol. 7, 6, 627 (2017). https://doi.org/10.1109/TTHZ.2017.2758267
- S. Ariyoshi, K. Nakajima, A. Saito, T. Taino, H. Tanoue, K. Koga, N. Furukawa, H. Yamada, S. Ohshima, C. Otani, J. Bae. Appl. Phys. Express 6, 6, 064103 (2013). https://doi.org/10.7567/APEX.6.064103
- J.J. Olaya, L. Huerta, S.E. Rodil, R. Escamilla. Thin Solid Films 516, 23, 8768 (2008). https://doi.org/10.1016/j.tsf.2008.06.065
- S. Volkov, M. Gregor, T. Roch, L. Satrapinskyy, B. Granvcivc, T. Fiantok, A. Plecenik. J. Electr. Eng. 70, 7, 89 (2019). https://doi.org/10.2478/jee-2019-0047
- M.V. Shibalov, A.M. Mumlyakov, I.V. Trofimov, E.R. Timofeeva, A.P. Sirotina, E.A. Pershina, A.M. Tagachenkov, Y.V. Anufriev, E.V. Zenova, N.V. Porokhov, M.A. Tarkhov. Supercond. Sci. Technol. 34, 8, 085016 (2021). https://doi.org/10.1088/1361-6668/ac0d09
- Z. Yang, X. Wei, P. Roy, D. Zhang, P. Lu, S. Dhole, H. Wang, N. Cucciniello, N. Patibandla, Z. Chen, H. Zeng, Q. Jia, M. Zhu. Materials 16, 23, 7468 (2023). https://doi.org/10.3390/ma16237468
- S. Guo, Q. Chen, D. Pan, Y. Wu, X. Tu, G. He, H. Han, F. Li, X. Jia, Q. Zhao, H. Zhang, X. Bei, J. Xie, L. Zhang, J. Chen, L. Kang, P. Wu. Sci. Rep. 10, 1, 9057. (2020). https://doi.org/10.1038/s41598-020-65901-5
- S.N. Dorenbos. Superconducting Single Photon Detectors. Gildeprint, Enschede. Delft-Leiden (2011). (172) ISBN: 978-90-8593-017-2
- I. Filippov, A. Anikanov, A. Rykov, A. Mumlyakov, M. Shibalov, I. Trofimov, N. Porokhov, Y. Anufriev, M. Tarkhov. Supercond. Sci. Technol. 37, 1, 015018 (2024)
- B. Biswas, B. Saha. Phys. Rev. Materials 3, 2, 020301 (2019). https://doi.org/10.1103/PhysRevMaterials.3.020301
- J.M. Chevalier, S. Cichovn, J. Bulr, M. Poupon, P. Hubi k, L. Fekete, J. Lanvcok. AIP Adv. 9, 1, 015317 (2019). https://doi.org/10.1063/1.5056245
- B. Saha, A. Shakouri, T.D. Sands. Appl. Phys. Rev. 5, 2, 021101 (2018). https://doi.org/10.1063/1.5011972
- I. Miccoli, F. Edler, H. Pfnur, C. Tegenkamp. J. Phys.: Condens. Matter 27, 22, 223201 (2015). https://doi.org/10.1088/0953-8984/27/22/223201
- D. Destraz, K. Ilin, M. Siegel, A. Schilling, J. Chang. Phys. Rev. B 95, 22, 224501. (2017). https://doi.org/10.1103/PhysRevB.95.224501