Послойный химический и фазовый анализ ультратонких пленок нитрида ниобия
Лубенченко О.И.1, Лубенченко А.В.1, Лукьянцев Д.С.1, Иванов Д.А.1, Иванова И.В.1, Павлов О.Н.1
1Национальный исследовательский университет Московский энергетический институт, Москва, Россия
Email: IvanovaOlI@mpei.ru
Поступила в редакцию: 25 апреля 2025 г.
В окончательной редакции: 25 апреля 2025 г.
Принята к печати: 25 апреля 2025 г.
Выставление онлайн: 11 сентября 2025 г.
Исследованы различные ультратонкие пленки нитрида ниобия, отличающиеся по типу подложки, наличию буферного слоя, времени и скорости окисления поверхности, воздействию ионных пучков. Послойный анализ ультратонких пленок нитрида ниобия проведен методом неразрушающего количественного послойного химического и фазового анализа на основе рентгеновской фотоэлектронной спектроскопии. Исследование показало, что при атмосферном окислении ультратонкой пленки нитрида ниобия под оксидным слоем образуется слой с измененной фазой нитрида ниобия; при нанесении ультратонкой пленки нитрида ниобия на окисленную кремниевую подложку методом магнетронного напыления образуется интерфейсный слой толщиной около 1 nm; интерфейсный слой не образуется при нанесении ультратонкой пленки нитрида ниобия на сапфировую подложку; толщина и фазовый состав оксидного слоя зависят от времени и скорости окисления пленки нитрида ниобия; под воздействием распыления пучками ионов происходит изменение не только толщины, но и фазового состава пленки NbN. Ключевые слова: нитрид ниобия, ультратонкие пленки, рентгеновская фотоэлектронная спектроскопия, послойный химический фазовый анализ.
- E.M. Gershenzon, G.N. Gol'tsman, I.G. Gogidze, Y.P. Gusev, A.I. Elant'ev, B.S. Karasik, A.D. Semenov. Sov. Phys. Superconductivity, 3, 1582 (1990)
- Г.Н. Гольцман, Д.И. Лудков. Известия вyзов. Радиофизика, 46 (8-9), 671 (2003)
- G.N. Gol'tsman, O. Okunev, G. Chulkova, A. Lipatov, A. Semenov, K. Smirnov, B. Voronov, A. Dzardanov, C. Williams, R. Sobolewski. Appl. Phys. Lett., 79 (6), 505 (2001). DOI: 10.1063/1.1388868
- М.И. Финкель, Ю.Б. Вахтомин, С.В. Антипов, С.Н. Масленников, Н.С. Каурова, Г.Н. Гольцман. Терагерцовые смесители на эффекте электронного разогрева в ультратонких плёнках NbN и NbTiN (МПГУ, М., 2015)
- О.В. Минаева, О.В. Окунев, Г.М. Чулкова. Быстродействующий однофотонный детектор на основе тонкой сверхпроводниковой плёнки NbN (Прометей, М., 2013)
- P. Zolotov, A. Divochiy, Y. Vakhtomin, V. Seleznev, P. Morozov, K. Smirnov. KnE Energy, 3 (3), 83 (2018). DOI: 10.18502/ken.v3i3.2016
- N.A. Saveskul, N.A. Titova, E.M. Baeva, A.M. Semenov, A.V. Lubenchenko, S. Saha, H. Reddy, S.I. Bogdanov, E.E. Marinero, V.M. Shalaev, A. Boltasseva, V.S. Khrapai, A.I. Kardakova, G.N. Goltsman. Phys. Rev. Appl., 12 (5), 054001 (2019). DOI: 10.1103/PhysRevApplied.12.054001
- M. Kroug, S. Cherednichenko, H. Merkel, E. Kollberg, B. Voronov, G. Gol'tsman, H.-W. Hubers, H. Richter. IEEE Transactions on Appl. Superconductivity, 11 (1), 962 (2001). DOI: 10.1109/77.919508
- T. Shiino, S. Shiba, N. Sakai, T. Yamakura, L. Jiang, Y. Uzawa, H. Maezawa, S. Yamamoto. Superconductor Sci. Technol., 23 (4), 045004 (2010). DOI: 10.1088/0953-2048/23/4/045004
- J.R. Gao, M. Hajenius, F.D. Tichelaar, T.M. Klapvijk, B. Voronov, E. Grishin, G. Gol'tsman, C.A. Zorman, M. Mehregany. Appl. Phys. Lett., 91 (6), 062504 (2007). DOI: 10.1063/1.2766963
- S. Krause, D. Meledin, V. Desmaris, A. Pavolotsky, V. Belitsky, M. Rudzinski, E. Pippel. Superconductor Sci. Technol., 27 (6), 065009 (2014). DOI: 10.1088/0953-2048/27/6/065009
- A. Darlinski, J. Halbritter. Surf. Interface Analysis, 10 (5), 223 (1987). DOI: 10.1002/sia.740100502
- A.V. Lubenchenko, A.A. Batrakov, A.B. Pavolotsky, S. Krause, I.V. Shurkaeva, O.I. Lubenchenko, D.A. Ivanov. EPJ Web of Conferences, 132, 03053 (2017). DOI: 10.1134/S1027451018040134
- A. Ermolieff, M. Girard, C. Raoul, C. Bertrand, T.M. Duc. Appl. Surf. Sci., 21 (1), 65 (1985). DOI: 10.1016/0378-5963(85)90008-X
- B.A. Gurovich, K.E. Prihod'ko, M.A. Tarkhov, E.A. Kuleshova, D.A. Komarov, V.L. Stolyarov, E.D. Ol'shanskii, B.V. Goncharov, D.A. Goncharova, L.V. Kutuzov, A.G. Domantovskii, Z.V. Lavrukhina, M.M. Dement'eva. Nanotechnol. Russia, 10 (7), 530 (2015). DOI: 10.1134/S1995078015040072
- G. Oya, Y. Onodera. J. Appl. Phys., 45 (3), 1389 (1974). DOI: 10.1063/1.1663418
- S. Krause, V. Afanas'ev, V. Desmaris, D. Meledin, A. Pavolotsky, V. Belitsky, A. Lubenchenko, A. Batrakov, M. Rudzinsky, E. Pippel. IEEE Transactions Appl. Super-conductivity, 26 (3), 1 (2016). DOI: 10.1109/TASC.2016.2529432
- S. Krause, V. Mityashkin, S. Antipov, G. Gol'tsman, D. Meledin, V. Desmaris, V. Belitsky, M. Rudzinsky. IEEE Transactions on Terahertz Sci. Technol., 7 (1), 53 (2017). DOI: 10.1109/TTHZ.2016.2630845
- A. Semenov, B. Gunther, U. Bottiger, H.-W. Hubers, H. Bartolf, A. Engel, A. Schilling, K. Ilin, M. Siegel, R. Schneider, D. Gerthsen, N.A. Gippius. Phys. Rev. B, 80 (5), 054510 (2009). DOI: 10.1103/PhysRevB.80.054510
- А.В. Лубенченко, О.И. Лубенченко, Д.А. Иванов, Д.С. Лукьянцев, А.Б. Паволоцкий, О.Н. Павлов, И.В. Иванова. ЖТФ, 94 (8), 1229 (2024). DOI: 10.61011/JTF.2024.08.58550.112-24
- A.V. Lubenchenko, A.A. Batrakov, I.V. Shurkaeva, A.B. Pavolotsky, S. Krause, D.A. Ivanov, O.I. Lubenchenko. J. Surf. Investigation, 12 (4), 692 (2018). DOI: 10.1134/S1027451018040134
- A.V. Lubenchenko, A.A. Batrakov, A.B. Pavolotsky, O.I. Lubenchenko, D.A. Ivanov. Appl. Surf. Sci., 427, 711 (2018). DOI: 10.1016/j.apsusc.2017.07.256
- A.V. Lubenchenko, A.A. Batrakov, S. Krause, A.B. Pavolotsky, I.V. Shurkaeva, D.A. Ivanov, O.I. Lubenchenko. J. Phys.: Conf. Ser., 917, 092001 (2017). DOI: 10.1088/1742-6596/917/9/092001
© 2025 Физико-технический институт им. А.Ф. Иоффе Российской академии наук