Применение совместного электродугового испарения и магнетронного распыления для получения тонких пленок Nb3Sn

Аннотация

Исследование посвящено получению тонких пленок страннида триниобия (Nb3Sn) на сапфировых подложках методом послойного осаждения с использованием дугового испарителя с ниобиевым катодом и магнетронной распылительной системы с оловянной мишенью. Для получения сверхпроводящей фазы проводился высокотемпературный отжиг пленок в вакуумнойпечи при температуре 800 °С в течение 1 часа. Для изучения элементного состава использовался сканирующий электронный микроскоп с приставкой для проведения энергодисперсионнойрентгеновской спектроскопии. Рентгеновский дифрактометр применялся для исследованияфазового состава. Очистка образцов перед напылением осуществлялась ионами аргона с помощью ионного источника. При осаждении покрытий элементный состав регулировался изменением мощности, подаваемой на магнетрон, параметры работы электродугового испарителябыли неизменны. Пленка, осажденная при мощности на магнетроне 200 Вт, удовлетворяеттребованиям по содержанию олова. Незначительное увеличение мощности приводит к резкому повышению концентрации олова. Проведение отжига приводит к образованию требуемогоинтерметаллида Nb3Sn, также было выявлено присутствие вредоносного соединения Nb6Sn5.Дифрактограмма покрытия с повышенной концентрацией Sn после отжига характеризуетсябольшим количеством интенсивных рефлексов Nb6Sn5 и несколькими пиками Nb3Sn.