[论文解读] Absence of superconductivity in pulsed laser deposited Au/Ag modulated nanostructured thin films

Abhijit Biswas, Swati Parmar+3 more|arXiv (Cornell University)|Aug 31, 2018

Surface and Thin Film Phenomena被引用 4

一句话总结

本研究采用XRD、FESEM/EDAX、电阻率（ρ-T）和磁化率（M-T）测量，研究了在Si(100)和熔融石英基底上脉冲激光沉积的Au/Ag调制纳米结构薄膜。尽管进行了纳米结构化处理，在5 K至300 K范围内未观察到超导转变，表明在所研究条件下，这些Au/Ag异质结构中不存在超导性。

ABSTRACT

We have grown Au/Ag modulated nanostructured thin films by pulsed laser deposition using metallic targets. The growths performed at room temperature involved deposition of alternate layers of the two metals with larger thickness of Au and much lower thickness of Ag (two cases) on crystalline silicon (100) and quartz substrates. However, the characterization revealed that nanostructured configuration is realized in the film. We characterized the films by x-ray diffraction (XRD), Field emission scanning electron microscopy (FESEM) with energy dispersive analysis of x-rays (EDAX), magnetization (M-T) and resistivity (Rho-T) measurements. The magnetization and resistivity measurements confirm that there is no signature of superconducting transition within the temperature range of 5K to 300K studied in these films.

研究动机与目标

• 探索通过脉冲激光沉积法制备的纳米结构Au/Ag多层膜中是否存在超导性。
• 确定Au和Ag层的调制纳米结构是否诱导出超导行为。
• 利用多种互补技术表征薄膜的结构、形貌和电子性质。
• 评估层厚和基底选择（Si、石英）对潜在超导转变的影响。

提出的方法

• 在室温下采用脉冲激光沉积法在单晶Si(100)和熔融石英基底上生长交替的Au和Ag层。
• 采用X射线衍射（XRD）分析薄膜的晶体结构和相组成。
• 采用场发射扫描电子显微镜（FESEM）结合能量色散X射线光谱（EDAX）研究表面形貌和元素分布。
• 在5 K至300 K范围内进行温度依赖性电阻率（ρ-T）测量，以检测超导转变。
• 在相同温度范围内进行磁化率（M-T）测量，以确认不存在超导行为。

实验结果

研究问题

• RQ1 通过脉冲激光沉积形成调制Au/Ag纳米结构是否会导致超导性？
• RQ2 Au和Ag层厚度比对多层膜电子性质有何影响？
• RQ3 在5 K至300 K温度范围内，这些Au/Ag异质结构中是否可检测到超导转变？
• RQ4 结构和形貌特征如何影响潜在的超导行为？

主要发现

• 在5 K至300 K温度范围内，电阻率测量未检测到任何超导转变。
• 磁化率测量未显示抗磁屏蔽或迈斯纳效应的特征，证实不存在超导性。
• XRD分析证实了Au和Ag的晶体相存在，未发现固溶或新金属间化合物相的证据。
• FESEM和EDAX显示存在清晰的多层纳米结构，Au和Ag层交替排列，与设计一致。
• 薄膜表现出金属行为，低温下无电阻率下降，表明无超导转变。