Abstract
第一部份: 高能量粒子撞擊固體表面，固體表面的原子與分子與這高能量的粒子交換能量，從表面彈出，此現象叫做濺鍍(sputtering)，首先由Grove在1842年發現，現今在工業上和學術上已經成為廣泛使用的工具。然而由濺鍍設備製作的薄膜往往和塊材的特性非常不同，而且隨著薄膜成長條件的不同而有差別。這主要的原因是由於在薄膜成長時會自然形成許多缺陷與雜質，而大幅影響薄膜的特性。本論文主要想探討的便是在這有缺陷的薄膜內的傳導機制，並以X-ray，AFM表面分析等來觀察薄膜的生成狀態，與傳導理論與薄膜成長理論作比較。 我們首先製作的材料是氮化鈮(NbN)，這種材料是屬於傳統超導中有較高臨界溫度(Tc)者(最高溫度可達將近20K)，由於它具有極好的材料穩定性與Tc，現今已有應用在微波微帶線(Microstrip)上。然而NbN卻有極高的正常態(normal state)電阻率，並且有隨著溫度增加而電阻減少的負TCR特性，這種特性正是我們研究的目標。為了增進對薄膜傳導機制的瞭解，我們於是也製作其他材料Nb，Ti薄膜以作比較。 第二部分: 近數十年來微波通訊的應用已經成為很重要的工業技術，而超導材料由於可以提供極低損耗，尤其高溫超導在外太空下不需額外冷卻便是超導，因此有關超導材料的微波應用在近十年來成為熱門的研究領域，現今已經有YBCO的微帶傳輸線(Microstrip)應用在衛星通訊上。關於高溫超導的微波特性，最受人重視的是磁場穿透深度(penetration depth)所能預測的配對機制以及非線性效應。本論文主要探討的是藉由量測超導薄膜的表面阻抗(surface impedance)來決定磁場穿透深度(London penetration depth)，並與傳統超導理論BCS之s-wave以及高溫超導模型之d-wave理論模型作比較。