Zur Supraleitung des Niobnitrids

Zusammenfassung

Untersucht wird die Supraleitung von Niobnitridproben, die durch Erhitzen von Niobdrähten auf 1340 bis 1650° C in Stickstoff dargestellt worden sind. Bei konstanter Drahttemperatur steigt der Stickstoffgehalt des Nitrids mit wachsendem Stickstoffdruck etwa bis auf den dem stöchiometrisch zusammengesetzten NbN entsprechenden Wert von 50 Atom-%. Proben mit einem Stickstoffgehalt von 42 bis 45 Atom-% bestehen zum Teil aus einer Phase mit kubisch-flächenzentriertem Metallatomgitter zum Teil aus dem Gemisch dieser Phase und einer Phase mit tetragonal-flächenzentriertem Metallatomgitter, Proben mit höherem Stickstoffgehalt nur aus der Phase mit kubisch-flächenzentriertem Metallatomgitter. Mit Erhöhung des Stickstoffgehaltes von 42 auf über 46,5 Atom-% steigt der spezifische elektrische Widerstand bei 20° C von 3 auf 10·10⁻⁵Ω· cm (in Einzelfällen bis auf 29·10⁻⁵Ω· cm), das Verhältnis der Widerstände bei 20,4 und 293° K von 0,25 auf 1,18, die Sprungtemperatur von 11° K auf 14,2 bis 16° K und sinkt das Sprungintervall von 2° auf 0,2 bis 0,3°. Die Sprungtemperatur steigt mit wachsender Gitterkonstante des kubisch-flächenzentrierten Metallatomgitters. Durch Sauerstoffgehalt wird die Sprungtemperatur des Niobnitrids erniedrigt. Ein Hysteresiseffekt wird weder bei reinen noch bei Niobnitridproben mit einem Zusatz von Titan, Zirkon, Tantal und Sauerstoff gefunden.