Crecimiento, caracterización y aplicaciones de las láminas delgadas basadas en superconductores desordenados
Este trabajo es un estudio experimental enfocado en la fabricación y caracterización de láminas delgadas de materiales superconductores desordenados en vista de aplicaciones en sensores criogénicos de radiación y junturas Josephson. Los materiales involucrados están basados principalmente en dos...
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| Autor principal: | |
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| Formato: | Tesis NonPeerReviewed |
| Lenguaje: | Español |
| Publicado: |
2023
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| Materias: | |
| Acceso en línea: | http://ricabib.cab.cnea.gov.ar/1227/1/1Hofer.pdf |
| Aporte de: |
| Sumario: | Este trabajo es un estudio experimental enfocado en la fabricación y caracterización de
láminas delgadas de materiales superconductores desordenados en vista de aplicaciones
en sensores criogénicos de radiación y junturas Josephson. Los materiales involucrados
están basados principalmente en dos metales de transición: el tungsteno o wolframio
(W) y el molibdeno (Mo), tanto en fases puras como formando compuestos nitrurados.
El W es un material de creciente interés tecnológico, no solamente por sus propiedades
superconductoras, sino también por se desempeño en áreas de reciente investigación
como la espintrónica. Presenta dos fases alotrópicas, siendo solamente de interés tecnológico
la conocida como β-W. En cuanto a sus propiedades superconductoras, no está
comprendido de manera correcta en la literatura el papel que juegan las distintas fases
de este material y las estructuras desordenadas en el desarrollo de la superconductividad.
Esta tesis cumple con tres objetivos en cuanto a las láminas delgadas basadas en
W: primero, desarrollar la capacidad de crecer muestras ricas en la fase de interés tecnológico,
β-W. Segundo, comprender el origen de la superconductividad en este material
y elucidar el rol que juegan las estructuras desordenadas por sobre las fases cristalinas.
Tercero, utilizar el material para fabricar micro-alambres por técnicas de litografía, que
permitan caracterizarlo en vista de su utilización en aplicaciones. Por otra parte, los
compuestos superconductores basados en nitruros de Mo, han sido caracterizados previamente
en la literatura en cuanto a su composición y propiedades superconductoras.
El principal objetivo de esta tesis para con este material es estudiar su comportamiento
ante la presencia de interfases e impurezas, en vista de utilizarlo en aplicaciones.
Utilizando el conocimiento adquirido, se confinaron estructuras micro-fabricadas geométricamente,
y se evaluó el desempeño de la fase superconductora γ-Mo_2N para ser
utilizada en la fabricación de detectores criogénicos de radiación. Además, en vista
de la calidad de las interfases y de las muestras depositadas, se diseñaron y fabricaron
junturas verticales sobre heteroestructuras superconductor/aislante caracterizadas
previamente desde un punto de vista básico. Los resultados proveen un método sencillo
y eficiente para depositar láminas delgadas ricas en la fase β-W nanocristalina
y un método de depósito de láminas delgadas de la fase γ-Mo_2N con sus propiedades
superconductoras optimizadas en láminas delgadas de pocos nanómetros de espesor.
Por otra parte, la caracterización aplicada muestra que estos materiales son candidatos
ejemplares para su utilización en el desarrollo de detectores de radiación, pero no así
para el desarrollo de junturas con las heteroestructuras utilizadas. |
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