准形膜纳米结构优化用于超导量子电子设备的超导量子电子设备
Mikhail Tarasov1, Andrey Lomov2, Artem Chekushkin1
1V. Kotelnikov Institute of Radio Engineering and Electronics, Moscow 125009, Russia.
Nanomaterials (Basel, Switzerland)
|July 14, 2023
概括
我们为薄膜开发了一种近比轴增长技术,通过降低粗度和增加硬度,显著提高了它们用于超导量子纳米电子的质量.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 凝聚物质物理学 凝聚物质物理学
- 量子工程是量子工程中的一部分.
背景情况:
- 超导量子纳米电子需要高质量的薄膜.
- (Al) 是超导装置的关键材料之一.
- 现有的制造方法往往导致表面缺陷和结构缺陷.
研究的目的:
- 为膜开发先进的制造技术.
- 为了研究用于超导量子纳米电子的薄膜的特性.
- 通过近半位轴增长来优化电影质量.
主要方法:
- 原子力显微镜 (AFM) 用于表面地形.
- 扫描电子显微镜 (SEM) 用于微观结构.
- 用于结构和晶体分析的X射线衍射 (XRD) 和高分辨率X射线反射 (HRXRR).
- 在一个 (111) (Si) 基板上,在两个温度阶段的准增长.
主要成果:
- 实现了以偏好的 (111) 为导向的Al多晶膜.
- 从70nm降低到10nm的峰值至峰值粗度.
- 将纹理系数从3.5降低到1.7.
- 薄膜硬度从5.4 GPa增加到16 GPa.
- 最小化了外生长的凸起.
结论:
- 开发的双温度阶段的近比轴增长技术显著提高了膜的质量.
- 改进的薄膜特性对于提高超导电流密度,减少流浪容量和最小化量子设备中的噪声至关重要.
- 这种方法为下一代纳米电子提供了一条减少结构缺陷密度和表面不完美的途径.
