Точково-контактна спектроскопія тонких надпровідних NbN плівок

Автори В.Таренков1, 2 , А. Шаповалов2, 3 , В. Шамаєв4, М. Полачкова5, О. Житлухіна1, 5 , М. Білоголовський5, М. Грегор5, Т. Плеценік5
Приналежність

1 Донецький фізико-технічний інститут ім. О.О.Галкіна НАН України, просп. Науки, 46, 03028 Київ, Україна

2Київський академічний університет, бульвар Академіка Вернадського, 36, 03142 Київ, Україна

3Інститут металофізики ім. Г. В. Курдюмова НАН України, бульвар Академіка Вернадського, 36, 03142 Київ, Україна

4Донецький національний технічний університет, площа Шибанкова, 2, 85300, Покровськ, Україна

5Department of Experimental Physics, Faculty of Mathematics, Physics and Informatics, Comenius University Bratislava, Mlynská dolina F1, 84248 Bratislava, Slovak Republic

Е-mail tarenkov@ukr.net
Випуск Том 15, Рік 2023, Номер 5
Дати Одержано 15 серпня 2023; у відредагованій формі 14 жовтня 2023; опубліковано online 30 жовтня 2023
Посилання В.Таренков, А. Шаповалов, В. Шамаєв, та ін., Ж. нано- електрон. фіз. 15 № 5, 05001 (2023)
DOI https://doi.org/10.21272/jnep.15(5).05001
PACS Number(s) 74.78.Db, 74.45.c, 85.25.Hv
Ключові слова Плівки NbN, Точково-контактна спектроскопія (2) , Надпровідна енергетична щілина, Ефект близькості.
Анотація

Для застосування в електроніці надпровідні плівки нітриду ніобію є ідеальними кандидатами серед матеріалів з низькими Тс через порівняно високу критичну температуру, великі критичні магнітні поля та відносну легкість виготовлення. Відомо, що надпровідні властивості NbN сильно залежать від утворення потрібної кристалографічної фази. Дані тунельної спектроскопії плівок NbN добре узгоджуються з існуючими теоретичними уявленнями, тоді як контактні методи дають значно нижчі значення параметра надпровідного порядку. У цій роботі ми представляємо відповідні результати для репрезентативної плівки NbN з Тс біля 14К, отримані за допомогою точкового контакту, створеного шляхом приведення гострого металевого вістря зі срібла до контакту з поверхнню зразка. Ми спостерігали фундаментальну різницю між значеннями щілини, отриманими з вимірювань диференціальної провідності, і тими, що випливають із стандартної теорії БКЩ. Незважаючи на майже ідеальний контакт нормального вістря з поверхнею плівки, енергетична щілина була майже вдвічі меншою, ніж теоретично очікувалося. У той же час вона не зникали при помітно нижчих температурах порівняно з об’ємною щілиною плівки NbN, а продовжувала повільно зменшуватися до критичної температури об’єму. Це пояснюється значною деформацією приповерхневого шару, що призводить до локального пригнічення надпровідних параметрів. Така поведінка є типовим прикладом надпровідного ефекту близькості, коли температурна залежність меншої щілини суттєво відрізняється від передбачення БКШ, але залишається кінцевою до критичної температури для більшої щілини, яка є однаковою для двох контактуючих масивів з параметрами надпровідності, які суттєво відрізняються один від одного. Цей висновок є важливим для практичних застосувань, зокрема для створення інтеграційних схем на основі надпровідних тонких шарів NbN.

Перелік посилань