单相氮化铼(ReN)薄膜的可控制备与超导特性研究

来自某研究团队通过反应性直流磁控溅射(R-dcMS)技术，系统研究了超硬材料氮化铼(ReN)薄膜的制备工艺。通过精确调控氮气分压(fN2)和生长温度(Ts)，成功获得单相ReN薄膜，测得超导转变温度(Tc)达3.3 K，为新型超导材料开发提供重要参考。

　　

这项研究展示了氮化铼(ReN)薄膜的突破性制备技术。作为潜在的超硬材料(体模量≈400 GPa)和超导体(T_c≈5 K)，ReN的合成面临巨大挑战——其形成焓高达-0.14 eV。研究团队采用反应性直流磁控溅射(R-dcMS)技术，通过精确调控氮气流量和基板温度这两个关键参数，成功制备出无杂质的单相ReN薄膜。

材料表征手段堪称豪华阵容：X射线反射率分析揭示薄膜的沉积速率、密度和粗糙度；X射线衍射(XRD)解析晶体结构；二次离子质谱(SIMS)描绘元素深度分布；硬X射线光电子能谱(HAXPES)和N K边X射线吸收近边结构(XANES)则深入探究电子结构。最令人振奋的是，电阻测量证实这些薄膜在3.3 K时展现超导特性，这一温度甚至超过了纯铼的超导转变温度。

研究不仅建立了ReN薄膜生长的工艺参数相图，更为新型超导材料的开发提供了重要范例。通过多尺度表征技术的综合运用，这项工作为理解过渡金属氮化物的结构-性能关系树立了新标杆。