配方优化和Cu兼容Nb的SRF测试[公式:参见文本]Sn片由直流磁铁子从静态度目标喷射

科学领域:

• 材料科学 材料科学 材料科学
• 超导电性 超导电性 超导电性
• 粒子加速器技术 粒子加速器技术

背景情况:

• 像FCC-ee这样的现代粒子加速器需要提高能源效率.
• (Nb) 是超导射频 (SRF) 腔的标准材料,但为了提高性能和成本效益,正在寻找替代材料.
• 金属间化合物 [公式:参见文本] 的临界温度 (18.3 K) 比Nb高,在4.5 K的表面电阻与Nb在2 K的表面电阻相似.

研究的目的:

• 为了研究使用 [公式:参见文本] 薄膜作为SRF腔体散装Nb的替代品的可行性.
• 为了优化沉积参数,在铜基板上进行高质量的[公式:参见文本]薄膜.
• 为了评估沉积膜的超导和射频 (RF) 特性.

主要方法:

• [公式:参见文本]的薄膜被沉积在铜基板上,使用直流磁力喷射 (DCMS) 用于单个静态对象.
• 采用 (Nb) 缓冲层,以防止[公式:参见文本]膜与铜基板之间的相互扩散.
• 通过评估临界温度,薄膜形态,元素组成和晶体结构来优化沉积参数.

主要成果:

• 优化的沉积条件在Nb涂层的铜基板上产生了[公式:参见文本]薄膜,临界温度≥17K.
• 一层缓冲层有效地防止了铜间扩散,这对片质量至关重要.
• 在批量Nb QPR样本上对薄膜的射频测试显示,RF表面电阻在4.5K,20mT和400MHz时为23nΩ.

结论:

• 使用优化的DCMS沉积与Nb缓冲层,可以实现高性能[公式:参见文本]/Cu SRF腔的可扩展制造.
• 开发的薄膜技术为提高粒子加速器的能源效率和降低冷成本提供了一个有希望的途径.
• [公式:见文本]薄膜为下一代SRF应用提供了可行的批量Nb替代方案.