溶液法制备NbN超导薄膜及性能研究

• 作者: 叶龙强 唐婧 惠贞贞 汪徐春 郑胜彪
• 来源期刊: 安徽科技学院学报
• 学科: 物理学
• 关键词: NbN薄膜 化学溶液沉积法 微结构 超导性能
• 年，卷（期）: 2019,（2）
• 所属期刊栏目: 基础科学
• 页码范围: 77-83
• 页数: 7页
• 分类号: O7
• 字数: 2403字
• 语种: 中文
• DOI: 10.19608/j.cnki.1673-8772.2017.0632

摘要

目的:构建NbN薄膜生长-微结构-超导性能之间的关联性.方法:采用化学溶液沉积法制备性能优异的NbN薄膜,利用X射线衍射仪和场发射扫描电镜(FE-SEM)对薄膜样品的微结构进行表征,并通过物理性质测量系统(PPMS)对薄膜样品的超导性能进行测量分析.结果:发现在Si衬底上可以制备出超薄(11nm)δ-NbN薄膜.随着薄膜厚度的增加,薄膜的晶格常数先增大后减小,薄膜厚度为51nm时晶格常数最大,且晶粒尺寸逐渐增大,正常态电阻率ρN逐渐减小,超导转变温度(Tc)先升高后降低,载流子浓度和上临界场BC2(0)先增加后减小.结论:对于不同厚度的NbN超导薄膜,ρN由载流子浓度、晶粒尺寸和晶界散射共同影响,但晶粒尺寸大小和晶界散射起主要作用;Tc主要受N含量和载流子浓度变化的影响,N含量越多,载流子浓度越大,Tc越高;BC2(0)是由Tc、ρN和晶粒尺寸共同影响.