优化超导MoSi薄膜的生长条件,用于单光子检测
Stefanie Grotowski1,2,3, Lucio Zugliani4,5,6, Björn Jonas4,5,6
1Walter Schottky Institute, Technical University of Munich, 85748, Garching, Germany. stefanie.grotowski@tum.de.
Scientific reports
|January 19, 2025
概括
我们优化了无形氧化 (MoSi) 薄膜生长,用于超导应用. 这项研究将沉积条件与薄膜结构和超导纳米线单光子探测器 (SSPD) 的性能联系起来.
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
- 超导电性 超导电性 超导电性
背景情况:
- 无形化 (MoSi) 薄膜对超导应用具有前景.
- 控制薄膜形态和超导特性对于设备性能至关重要.
- 优化沉积参数是实现所需无形结构的关键.
研究的目的:
- 用磁铁子联合喷射来研究无形MoSi薄膜的生长.
- 为特定的晶体结构和超导特性优化生长条件.
- 建立MoSi薄膜沉积,形态和探测器性能之间的关系.
主要方法:
- 磁铁子联合喷射沉积技术.
- 沉积压力的系统变化,Mo:Si固态度和基质温度.
- 牧场发射率X射线衍射 (GIXRD) 用于晶体结构分析.
- 测量超导的临界温度 (Tc).
主要成果:
- 取得的过渡温度为8.4(3) K (17.7 nm) 和6.2(9) K (4.3 nm).
- 确定了沉积压力 (<3 mbar),Mo度 (>81%) 和基质温度 (>400°C) 的关键值,导致晶相形成.
- 制造的超导纳米线单光子探测器 (SSPD) 具有单元内部效率和暗计数率低于1Hz在1.2K.
结论:
- 通过控制Si度和沉积压力,可以实现均的无形MoSi生长.
- 优化的 MoSi 薄膜可以实现高性能 SSPD.
- 证明了MoSi薄膜沉积参数,由此产生的形态和SSPD性能之间的直接联系.
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