Val Zwiller, Julien Zichi, Jean-Michel Gérard, Anna Mukhtarova, Jean-Luc Thomassin, Stéphane Lequien, Catherine Bougerol, Eva Monroy, Nicolas Mollard, H. Machhadani, Nanophysique et Semiconducteurs (NPSC), PHotonique, ELectronique et Ingénierie QuantiqueS (PHELIQS), Université Grenoble Alpes [2016-2019] (UGA [2016-2019])-Institut de Recherche Interdisciplinaire de Grenoble (IRIG), Direction de Recherche Fondamentale (CEA) (DRF (CEA)), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Direction de Recherche Fondamentale (CEA) (DRF (CEA)), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Grenoble Alpes [2016-2019] (UGA [2016-2019])-Institut de Recherche Interdisciplinaire de Grenoble (IRIG), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA), Royal Institute of Technology [Stockholm] (KTH ), Institut Néel (NEEL), Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes [2016-2019] (UGA [2016-2019])-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes [2016-2019] (UGA [2016-2019]), Modélisation et Exploration des Matériaux (MEM), Institut de Recherche Interdisciplinaire de Grenoble (IRIG), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Grenoble Alpes [2016-2019] (UGA [2016-2019]), Laboratoire de Transport Electronique Quantique et Supraconductivité (LaTEQS), Laboratoire d'Etude des Matériaux par Microscopie Avancée (LEMMA ), and Nanophysique et Semiconducteurs (NEEL - NPSC)
International audience; In this paper, we study the impact of using III-nitride semiconductors (GaN, AlN) as substrates for ultrathin (11 nm) superconducting films of NbTiN deposited by reactive magnetron sputtering. The resulting NbTiN layers are (111)-oriented, fully relaxed, and they keep an epitaxial relation with the substrate. The higher critical superconducting temperature (Tc=11.8 K) was obtained on AlN-on-sapphire, which was the substrate with smaller lattice mismatch with NbTiN. We attribute this improvement to a reduction of the NbTiN roughness,which appears associated with the relaxation of the lattice misfit with the substrate. On AlN-onsapphire, superconducting nanowire single photon detectors were fabricated and tested, obtaining external quantum efficiencies that are in excellent agreement with theoreticalcalculations.