通过局部非线性微波响应对SRF质量的Nb膜进行显微观察
摘要：超导无线电频率（SRF）腔体的性能有时受到局部缺陷的限制。为了研究这些局部缺陷的射频特性，采用了近场磁场微波显微镜。利用直流磁控溅射（DCMS）生长的一种Nb/Cu薄膜和采用高功率脉冲磁控溅射（HiPIMS）生长的六种Nb/Cu薄膜，通过系统调整沉积条件测量了局部三次谐波响应（P3f）及其与温度和射频功率的相关性。六种HiPIMS Nb/Cu薄膜中有五种呈现出强烈的三次谐波响应，这很可能来自于具有转变温度在6.3 K和6.8 K之间的低转变温度表面缺陷，这表明这种缺陷是暴露在空气中的HiPIMS Nb/Cu薄膜的一种普遍特征。这种缺陷的一个可能起源是包含低转变温度杂质（如氧化Nb）的晶界。进行了时间依赖戈兹布兰－朗道（TDGL）模拟以更好地理解测量到的三次谐波响应。模拟结果显示，由表面缺陷引发的射频涡旋形成导致的三次谐波响应可以定性地解释实验数据。此外，可以从第三次谐波响应测量中定性提取产生射频涡旋的表面缺陷的密度以及射频涡旋穿过这些表面缺陷的深度。从这两个属性的角度来看，可以识别出最佳的用于SRF应用的Nb/Cu薄膜。
作者：Chung-Yang Wang, Carlota Pereira, Stewart Leith, Guillaume Rosaz, Steven M. Anlage
论文ID：2305.07746
分类：Superconductivity
分类简称：cond-mat.supr-con
提交时间：2023-05-16