Láminas delgadas superconductoras de nitruro de molibdeno crecidas a temperatura ambiente

N. HABERKORN; S. BENGIO; H. TROIANI; S. SUAREZ; P. D. PEREZ; P. GRANELL; F. GOLMAR; M. SIRENA; J. GUIMPEL

Bariloche

Encuentro; XVII Encuentro de Superficies y Materiales Nanoestructurados ? NANO 2017; 2017

INN-CNEA

Nitruros superconductores de metales de transición tienen numerosas aplicaciones en sensores de radiación tales como bolómetros y MKIDS [1]. Para la fabricación de estos dispositivos se requieren muestras de espesor ultradelgado con propiedades superconductoras homogéneas a lo largo de áreas grandes. Entre los materiales que pueden ser aplicados se encuentran los nitruros de molibdeno. Los cuales se caracteriza por poseer al menos dos fases superconductoras con composiciones químicas gamma-Mo2N (estructura cúbica) y delta-MoN (hexagonal). En este trabajo se presentan resultados de láminas delgadas de MoxN crecidas por pulverización catódica sobre obleas silicio (100). Las muestras son obtenidas a temperatura ambiente utilizando una mezcla reactiva de Ar /N2 a una presión total de 5 mtorr. La estructura cristalina y electrónica de las muestras se caracterizó mediante técnicas tales como difracción de rayos X, microscopia electrónica de transmisión, espectroscopia de fotoelectrones emitidos por Rayos X y espectrometría de retrodispersión Rutherford. Las propiedades superconductoras de las láminas delgadas fueron caracterizadas mediante mediciones de transporte eléctrico. Los resultados muestran que modificando la mezcla reactiva Ar /N2 se puede modificar la composición química de las muestras y las propiedades superconductoras resultantes. Para mezclas conteniendo entre 5 y 35 % de N2 se obtiene la fase -Mo2N, y las temperaturas críticas se reducen sistemáticamente desde 8 K hasta 3 K. Para mezclas con contenido de N2 mayores al 35 %, se obtiene una estequiometría adecuada para -MoN , sin embargo la presencia de superconductividad solo puede ser inducida mediante recocido posterior. En todos los casos, la presencia de superconductividad puede ser observada para láminas delgadas con espesores de alrededor de 5 nm.