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Experiments on the formation of the A15-compounds Nb-Sn and Nb-Ge by ion implantation

1978; Elsevier BV; Volume: 72; Issue: 1-2 Linguagem: Inglês

10.1016/0022-3115(78)90412-9

1873-4820

J.M Soeder, B. Stritzker,

Superconducting and THz Device Technology

Nb3Sn films (Tc = 17.8 K) were obtained by implantation of Sn+ ions into Nb films (1500 Å thick) after subsequent annealing. The annealing temperature required for the formation of the A15 phase in the implanted films was about 100 K higher than for Nb-Sn sandwich films evaporated at 300 K. The influence of the Sn concentration and of the annealing temperature was studied by measuring the sample resistance. The Nb-Sn compounds formed during the annealing process were analysed by measurements of the Mössbauer-effect of 119Sn. The implantation method was also used to produce Nb-Ge films with a ratio Ge/Nb ≈ 13. The Ge-concentration and the temperature of the Nb-target (300–1070 K) were varied. These variations as well as subsequent annealing at 600–850°C did not lead to superconducting transition temperatures above 8 K. Des films de Nb3Sn (Tc = 17,8 K) ont été obtenus par implantation d'ions Sn+ dans des films de Nb(1.500 Å d'épaisseur) après recuit postérieur. La température de recuit requise pour former la phase A-15 dans les films implantés était de 100 K environ supérieure à celle nécessaire pour des films de sandwich Nb-Sn évaporés à 300 K. L'influence de la teneur en Sn et de la température de recuit a été étudiée par mesure de la résistance des échantillons. Les composés Nb-Sn formés durant le processus de recuit ont été analysés par mesure de l'effet Mossbauer de 119Sn. La méthode d'implantation a été aussi utilisée pour produire des films de Nb-Ge de rapport Ge/Nb ≈ 13. La teneur en Ge et la température de la cible de Nb(300–1070 K) furent modifiées. Ces variations aussi bien que le recuit à 600–850°C ne conduisirent pas à des températures de transition supraconductrice supérieures à 8 K. Durch Implantation von Sn+-Ionen in Nb-Filme (1500 Å Dicke) konnten nach anschliessendem Tempern Nb3Sn-Filme (Tc = 17,8 K) hergestellt werden. Die Temperatur, die zur Bildung der A15-Phase in den implantierten Filmen benötigt wurde, war etwa 100 K höher als in Nb-Sn-Sandwich-Filmen. Diese wurden durch Aufdampfen einer Sn-Schicht auf den Nb-Film bei Raumtemperatur hergestellt. Der Einfluss der Sn-Konzentration und des Temperns wurde durch Messen des Filmwiderstands bei tiefen Temperaturen untersucht. Mit Hilfe von Mössbauereffekt-Messungen an 119Sn konnten die einzelnen Nb-Sn-Verbindungen, die sich bei den verschiedenen Temperbedingungen gebildet hatten, analysiert werden. Die Ionenimplantation wurde auch zur Herstellung von Nb-Ge-Filmen mit einem Ge/Nb-Verhältnis von 1 : 3 benutzt. Bei diesen Experimenten wurden die Ge-Konzentration und die Temperatur des Nb-Targets (300–1070 K) variiert. Bei keinem der Filme liess sich dadurch oder auch durch anschliessendes Tempern bei 600–850°C eine Übergangstemperatur zur Supraleitung oberhalb 8 K erzielen.