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Tolerance to deformation and flux pinning in superconducting amorphous molybdenum nitride thin films grown on flexible polyimide

cnea.tipodocumentoARTÍCULO CIENTÍFICO
dc.contributor.authorCastellini Grand, P.
dc.contributor.authorLee, Yeonkyu
dc.contributor.authorYun, Jinyoung
dc.contributor.authorKim, Jeehoon
dc.contributor.authorBengió, Silvina
dc.contributor.authorSirena, Martin
dc.contributor.authorHaberkorn, Nestor Fabian
dc.date.accessioned2025-12-11T23:31:57Z
dc.date.available2025-12-11T23:31:57Z
dc.date.issued2023-11
dc.description.abstractWe investigate the superconducting properties of 80 nm thick amorphous MoNx films fabricated via reactive sputtering on silicon and flexible commercial polyimide substrates. The samples are grown at room temperature using reactive sputtering with a gas mixture of N2 and Ar. The mechanical deformation tolerance for films on polyimide is evaluated by comparing the superconducting critical temperature (Tc) and critical current density (Jc) when the films are attached to cooper surfaces with varying curvatures. The amorphous films exhibit a Tc of 8.2 K on silicon and 7.9 K on polyimide. Our results demonstrate a significant enhancement in flux pinning for the thin films grown on polyimide, with the Jc at self-field and 3 K increasing from approximately 0.5 MA/cm2 to around 1 MA/cm2. Analyses of Jc as a function of the magnetic field, angle, and temperature reveal that the films on polyimide exhibit remarkable resilience to deformation. Interestingly, comparable Jc values are observed when the samples are affixed to both flat and cylindrical surfaces with diameters of 2.5 cm. This observation suggests that vortex dissipation predominantly occurs through flux motion in the region experiencing the maximum Lorentz force. Furthermore, the films maintain Tc without any discernible changes in resistivity when fixed to cylindrical surfaces with 1.2 cm diameters. However, there is a significant drop in vortex pinning, indicating reduced pinning capability in the stressed regions. The high deformation tolerance of amorphous MoNx renders it highly suitable for cryogenic electronics applications, providing a viable alternative to the commonly utilized metallic Nb.
dc.description.institutionalaffiliationFil: Castellini Grand, P.. Comisión Nacional de Energía Atómica. Gerencia del Área de Energía Nuclear. Instituto Balseiro; Argentina
dc.description.institutionalaffiliationFil: Lee, Yeonkyu. Pohang University of Science and Technology; Corea del Sur
dc.description.institutionalaffiliationFil: Yun, Jinyoung. Pohang University of Science and Technology; Corea del Sur
dc.description.institutionalaffiliationFil: Kim, Jeehoon. Pohang University of Science and Technology; Corea del Sur
dc.description.institutionalaffiliationFil: Bengió, Silvina. Comisión Nacional de Energía Atómica. Gerencia del Área de Investigación y Aplicaciones No Nucleares. Gerencia de Física (Centro Atómico Bariloche); Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Unidad Ejecutora Instituto de Nanociencia y Nanotecnología. Unidad Ejecutora Instituto de Nanociencia y Nanotecnología - Nodo Bariloche | Comisión Nacional de Energía Atómica. Unidad Ejecutora Instituto de Nanociencia y Nanotecnología. Unidad Ejecutora Instituto de Nanociencia y Nanotecnología - Nodo Bariloche; Argentina
dc.description.institutionalaffiliationFil: Sirena, Martin. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Unidad Ejecutora Instituto de Nanociencia y Nanotecnología. Unidad Ejecutora Instituto de Nanociencia y Nanotecnología - Nodo Bariloche | Comisión Nacional de Energía Atómica. Unidad Ejecutora Instituto de Nanociencia y Nanotecnología. Unidad Ejecutora Instituto de Nanociencia y Nanotecnología - Nodo Bariloche; Argentina. Comisión Nacional de Energía Atómica. Gerencia del Área de Investigación y Aplicaciones No Nucleares. Gerencia de Física (Centro Atómico Bariloche); Argentina. Comisión Nacional de Energía Atómica. Gerencia del Área de Energía Nuclear. Instituto Balseiro; Argentina
dc.description.institutionalaffiliationFil: Haberkorn, Nestor Fabian. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Unidad Ejecutora Instituto de Nanociencia y Nanotecnología. Unidad Ejecutora Instituto de Nanociencia y Nanotecnología - Nodo Bariloche | Comisión Nacional de Energía Atómica. Unidad Ejecutora Instituto de Nanociencia y Nanotecnología. Unidad Ejecutora Instituto de Nanociencia y Nanotecnología - Nodo Bariloche; Argentina. Comisión Nacional de Energía Atómica. Gerencia del Área de Energía Nuclear. Instituto Balseiro; Argentina. Comisión Nacional de Energía Atómica. Gerencia del Área de Investigación y Aplicaciones No Nucleares. Gerencia de Física (Centro Atómico Bariloche); Argentina
dc.identifier.issn0040-6090
dc.identifier.urihttps://nuclea.cnea.gob.ar/handle/20.500.12553/8558
dc.publisherElsevier Science SA
dc.relationinfo:eu-repo/semantics/reference/hdl/11336/228594
dc.relationinfo:eu-repo/semantics/altIdentifier/url/https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0040609023004169
dc.relationinfo:eu-repo/semantics/altIdentifier/doi/http://dx.doi.org/10.1016/j.tsf.2023.140086
dc.rights.licenseinfo:eu-repo/semantics/restrictedAccess
dc.rights.licensehttps://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/2.5/ar/
dc.subjectCRITICAL CURRENT DENSITIES
dc.subjectFLEXIBLE SUBSTRATES
dc.subjectREACTIVE SPUTTERING
dc.subjectSTRONG PINNING
dc.subjectSUPERCONDUCTIVITY
dc.subjectFísica de los Materiales Condensados
dc.subjectCiencias Físicas
dc.subjectCIENCIAS NATURALES Y EXACTAS
dc.titleTolerance to deformation and flux pinning in superconducting amorphous molybdenum nitride thin films grown on flexible polyimide
dc.typeARTÍCULO
dc.type.versionVersión publicada

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