Ф.В. Хан1, А.В. Худченко2, В.П. Кошелец3

1−3 ИРЭ им. В.А. Котельникова РАН (Москва, Россия)

Постановка проблемы. В связи с возрастающим интересом к NbTiN в качестве сверхпроводникового материала в устройствах СВЧ-диапазоне частот актуальной становится задача определения его электрических параметров. Цель. Предложить методику вычисления параметров сверхпроводящих пленок в диапазоне частот до 2500 ГГц и определить параметры пленки NbTiN с использованием расширенной теории Маттиса-Бардина.

Результат. Теоретически описана зависимость коэффициента отражения от сверхпроводящей пленки с учетом мнимой величины сверхпроводниковой щели. Получена расчетная формула, с высокой точностью аппроксимирующая экспериментальные данные. Определены параметры пленки NbTiN. 

Практическая значимость. Предложенная методика расчета будет полезной при исследовании факторов, ухудшающих качество пленок NbTiN и ограничивающих их применение.

Хан Ф.В., Худченко А.В., Кошелец В.П. Применение расширенной теории Маттиса-Бардина для расчета коэффициента отражения от сверхпроводниковых тонких пленок NbTiN // Нелинейный мир. 2021. Т. 19. № 2. С. 52−56. DOI: https://doi.org/10.18127/j20700970-202102-12

1. Mattis D.C., Bardeen J. Theory of the Anomalous Skin Effect in Normal and Superconducting Metals // Phys. Rev. 1958. V. 111. № 2. Р. 412−417.
2. Nam S.B. Theory of Electromagnetic Properties of Strong-Coupling and Impure Superconductors. II // Phys. Rev. 1966. V. 156.  № 2. P. 487-493.
3. Barychev A.M. Superconductor-Insulator Superconductor THz Mixer Integrated with a Superconducting Flux-Flow Oscillator // PhD thesis. 2005. P. 35−39.
4. Kaplan S.B., Chi C.C., Langenberg D.N., Chang J.J., Jafarey S., Scalapino D.J. Quasiparticle and phonon lifetimes in superconductors // Phys. Rev. B. 1967. V. 14. № 11. P. 4854−4873.
5. Bozidar Mitrovic and Lee A. Rozema. On the correct formula for the lifetime broadened superconducting density of states // J. Phys. Condens. Matter. 2008. № 20. Р. 015215.
6. Noguchi T., Suzuki T., Tamura T. Subgap Tunneling Current at Low Temperature in Nb/Al-AlN/Nb SIS Junctions // IEEE Trans. Appl. Supercond. 2011. V. 21. P. 756–759. 
7. Lap B.N.R., Khudchenko A., Hesper R., Rudakov K.I., Dmitriev P., Khan F.V., Koshelets V., Baryshev A.M. Characterization of NbTiN films with a Time-domain Michelson Reflectometer (In Press).