Published April 2004 | Version v1
Journal article Metadata-only

Superconductivity on the localization threshold and magnetic-field-tuned superconductor-insulator transition in TiN film

Creators

  • 1. RAS, Inst. of Semiconductor Physics, Novosibirsk (Russian Federation)
  • 2. Univ. Regensburg, Inst. fur Experimentelle und Angewandte Physik, Regensburg (Germany)
  • 3. Indpendent Microelectronic Center, Leuven (Belgium)

Description

Temperature and magnetic field dependent measurements of the resistance of ultrathin superconducting TiN films are presented. The analysis of the temperature dependence of the zero field resistance indicates an underlying insulating behavior, when the contribution of Aslamasov-Larkin fluctuations is taken into account. This demonstrates the possibility of coexistence of the superconducting and insulating phases and of a direct transition from the one to the other. The scaling behavior of magnetic field data is in accordance with a superconductor-insulator transition (SIT) driven by quantum phase fluctuations in two-dimensional superconductor. The temperature dependence of the isometric resistance data on the high-filed side of the SIT has been analyzed and the presence of an insulating phase is confirmed. A transition form the insulating to a metallic phase is found at high magnetic fields, where the zero-temperature asymptotic value of the resistance being equal to h/e2

Abstract (Russian)

Представлены данные измерений электросопротивления ультратонких сверхпроводящих пленок TiN в зависимости от температуры и напряженности магнитного поля. Анализ температурной зависимости сопротивления в отсутствие магнитного поля указывает на поведение, свойственное непроводящей фазе, при этом учитывается вклад флуктуаций Асламасова-Ларкина. Это показывает возможность сосуществования сверхпроводящей и непроводящей фаз и прямого перехода одной в другую. Данные по сопротивлению в зависимости от напряженности магнитного поля находятся в соответствии с переходом сверхпроводник-изолятор (СИП), инициируемым квантовыми фазовыми флуктуациями в двухмерном сверхпроводнике. Проанализированы температурные зависимости сопротивления при постоянном значении напряженности магнитного поля со стороны СИП, соответствующей полю высокой интенсивности, и подтверждено присутствие фазы-излятора. Переход изолятор-металл обнаружен в магнитных полях высокой напряженности, когда значение сопротивления равно h/e2 при приближении температуры к нулю

Additional details

Publishing Information

Journal Title
Pis'ma v Zhurnal Ehksperimental'noj i Teoreticheskoj Fiziki
Journal Volume
79
Journal Issue
7-8
Journal Page Range
p. 416-420
ISSN
0370-274X
CODEN
PZETAB

INIS

Country of Publication
Russian Federation
Country of Input or Organization
Russian Federation
INIS RN
36089318
Subject category
S36: MATERIALS SCIENCE;
Descriptors DEI
ANALYTICAL SOLUTION; ELECTRIC CONDUCTIVITY; MAGNETIC FIELDS; PHASE STUDIES; PHASE TRANSFORMATIONS; SUPERCONDUCTING FILMS; TEMPERATURE DEPENDENCE; TEMPERATURE RANGE 0000-0013 K; THIN FILMS; TITANIUM NITRIDES
Descriptors DEC
ELECTRICAL PROPERTIES; FILMS; MATHEMATICAL SOLUTIONS; NITRIDES; NITROGEN COMPOUNDS; PHYSICAL PROPERTIES; PNICTIDES; TEMPERATURE RANGE; TITANIUM COMPOUNDS; TRANSITION ELEMENT COMPOUNDS

Optional Information

Notes
16 refs., 4 figs.