Влияние энергии осаждаемого материала на сверхпроводящие свойства пленки WSi

Ключевые слова:

Аннотация

Благодаря аморфной структуре пленки WSiимеют преимущества по созданию SNSPDбольшой активной площади или массива детекторов на одной подложке. Как и у пленок NbN, сверхпроводящие свойства ультратонких пленок WSi существенно зависят от структуры и толщины. Научные группы, исследующие пленки WSi, в основном, уделяли внимание только изменению толщины и соотношению материалов на подложке при комнатной температуре. В данной работе представлены эксперименты по определению влияния потенциала смещения на подложке, температуры подложки и пиковой мощности импульсного магнетронного распыления, которая является эквивалентом ионизации, мишени вольфрама, на поверхностное сопротивление и сверхпроводящие свойства ультратонких пленокWSi. Негативное влияние температуры подложки и положительное влияние потенциала смещения и коэффициента ионизации (пикового тока) позволяет подобрать наилучший режим формирования пленок WSi для SNSPD: температура подложке 297 K, потенциал смещения −60 В и пиковый ток 3,5 А.

Keywords:

Abstract

WSi thin films have the advantages for creating SNSPDs with a large active area or array of detectors on a single substrate due to the amorphous structure. The superconducting properties of ultrathin WSi films substantially depend on their structure and thickness, the same as it is with the NbN films. Scientific groups investigating WSi films mainly focused only on changes of their thickness and the ratio of the components on the substrate at room temperature. This paper presents experiments to determine the effect of the bias potential on the substrate, the temperature of the substrate, and the peak power of pulsed magnetron sputtering, which is the equivalent of ionization, a tungsten target, on the surface resistance and superconducting properties of WSi ultrathin films. The negative effect of the substrate temperature and the positive effect of the bias potential and the ionization coefficient (peak current) allow one to choose the best WSi film formation mode for SNSPD: substrate temperature 297 K, bias potential −60 V, and peak current 3.5 A.