Диссертация (Оптические свойства тонких пленок Ge2Sb2Te5 и влияние на них легирующих примесей), страница 19

В промежуточном случае (легирование висмутом) мы наблюдаемситуацию, когда оптический контраст может и увеличиваться, и уменьшатьсяв зависимости от концентрации вводимой примеси.Выводы по главе 51.Синтезированы тонкопленочные структуры GST225 с различнымсодержанием легирующих примесей In, Sn (0.5, 1 и 3 масс.%) на подложкахиз монокристаллического кремния и оптического стекла.2.Выполнены диагностические исследования синтезированныхтонких пленок.3.Установлено, что при замещении сурьмы индием наблюдаютсянелинейные концентрационные зависимости.

При замещении германияоловом наблюдается монотонное уменьшение Eg с ростом концентрацииолова.4.Установлено, что введение олова приводит к увеличениюоптического контраста тонкой пленки: при λ = 400 нм увеличениеоптического контраста составляет около 18% и варьируется в диапазоне 1254% в зависимости от концентрации олова при длине волны λ = 650 нм.5.Выявлено, что введение индия уменьшает оптический контрастисходной пленки GST225.6.Предложенакомпонентовдлямодельобъясненияизоморфногонаблюдаемыхзамещенияосновныхэкспериментальныхзависимостей.143Основные выводы1.Синтезированы аморфные тонкопленочные структуры GST225с различным содержанием легирующих примесей Bi, Sn, In (0.5, 1 и 3масс.%), что подтверждено результатами химического анализа и РФА, наподложках из монокристаллического кремния и оптического стекла.2.Показано, что введение висмута, индия и олова происходит помеханизму примесного замещения основных компонентов (германия илисурьмы) в матрице GST225 в соответствии с данными РФА и КРС.3.Разработана двухслойная модель тонких пленок GST225легированных висмутом, оловом и индием, описывающая спектральныезависимости оптических констант.4.Установлено,чтопривведениилегирующихпримесейнаблюдается изменение ширины оптической запрещенной зоны (Eg) ихарактеристической энергии Урбаха (E0).

Выявлено аномальное поведениеоптических характеристик при введении 0.5 масс. % Bi: увеличение Eg иодновременное уменьшение E0 относительно значений для нелегированнойаморфной пленки GST225.5.GST225Установлено, что при кристаллизации аморфных пленокпроисходитуменьшениевеличинышириныоптическойзапрещенной зоны Eg, обусловленное упорядочением структуры.6.Установлено, что введение висмута происходит увеличениеоптического контраста тонкой пленки: при λ = 400 нм увеличениеоптического контраста составляет около 30% и 15-40% при длине волны λ= 650 нм в зависимости от концентрации висмута. Аналогичное поведениенаблюдалось для случая легирования оловом: при λ = 400 нм увеличение144оптического контраста составляет около 18% и варьируется в диапазоне12-54% в зависимости от концентрации олова при длине волны λ = 650 нм.7.Выявлено, что введение индия уменьшает оптический контрастисходной пленки GST225 во всем исследованном спектральном диапазоне.145БлагодарностьДанная работа выполнена в лаборатории магнитных материаловИнститута общей и неорганической химии им.

Н.С. Курнакова РАН и накафедрефизикитвердоготелаМосковскогопедагогическогогосударственного университета.Автор выражает глубокую благодарность научному руководителюд.х.н.,профессоруКозюхинуСергеюАлександровичузанаучноеруководство, а также за постоянную и разностороннюю помощь в ходеподготовкидиссертацииособенновконсультацииполученныхрезультатов и в исправлении русского языка.Автор благодарен д.х.н.

Варгунину Александру Ивановичу запомощьвтехническомисполненииэкспериментальнойчастидиссертационной работы, а также за помощь в синтезированииисследуемых материалов.Особая благодарность выражается д.т.н., профессору ШерченковуАлексею Анатольевичу за тесную помощь в выполнении оптическогоэллипсометрического измерения.Автор выражает признательность Лазаренку Петру Ивановичу иБабичу Алексею Вальтеровичу за помощь в приготовлении тонких пленокдля исследований.Авторвыражаетблагодарностьк.ф-м.н.КудояровеВереХасяновне за помощь в проведении и консультации результатовэлементного анализа.Автор благодарен профессору Миклошу Верешу за помощь визмерении спектров КРС и консультации полученных результатов.146Огромное спасибо выражается к.м.н. Баранчикову АлександруЕвгеньевичу за помощь в измерении РФА.Автор признателен Воробьеву Юрию Владимировичу за помощь визмерении АСМ.Отдельная благодарность выражается Власовскиху ЕвгениюОлеговичу за внимательную помощь в исправлении русского языка.Автортакжевыражаетблагодарностьд.х.н.,профессоруРазумовской Ирине Васильевне и всем преподавателям и сотрудникамкафедрафизикитвердоготелаМосковскогопедагогическогогосударственного университета за теплую поддержку в ходе выполнениядиссертации.147Список литературы1.

Yamada, N. Rapid phase transitions of GeTe-Sb2Te3 pseudobinary amorphousthin films for an optical disk memory / N. Yamada, E. Ohno, K. Nishiuchi, etal. // J. Appl. Phys. – 1991. – Vol. 69. – P. 2849.2. Козюхин, С. А. Материалы фазовой памяти на основе сложныххалькогенидов и их применение в устройствах оперативной памяти / С.А. Козюхин, А. А. Шерченков, В. М.

Новоторцев и др. // Российскиенанотехнологии.- 2011. - Том 6. - С. 733. Meinders, E. R. Optical Data Storage Phase-Change Media and Recording / E. R.Meinders, A. V. Mijiritskii, L. van Pieterson et al. // Philips Research BookSeries. V.4. Berlin. Springer-Verlag. 2006.4. Мотт, Н. Электронные процессы в некристаллических веществах / Н. Мотт,Э. Дэвид // М., Мир - 1971.

– 468 с.5. Коломиец, Б.Т. Вольтамперная характеристика точечного контакта состеклообразными полупроводниками / Б.Т. Коломиец, Э.А. Лебедев //Радиотехника и электроника. - 1963. - Т. 8. - С. 2097-2098.6. Ovshinsky, S.R. Reversible electrical switching phenomena in disorderedstructures / S.R. Ovshinsky // Phys. Rev. Letters. - 1968. - V. 21. - No.20. P.1450-1453.7. Ovshinsky, S.R. Reversible structural transformations in amorphoussemiconductors for memory and logic / S.R.

Ovshinsky, H. Fritzsche //Metallurgical Transactions. - 1971. - V.2. - P.641-645.8. Feileib, J. Moss, et al. Reversible optical effects in amorphous semiconductors /J. Feileib, S. Iwasa, S.C. Moss, et al. // J. Non-Crystalline Solids. - 1972. - V.8-10. - P.909-916.1489. Hudgens, S. Overview of Phase–Change Chalcogenide Nonvolatile MemoryTechnology / S. Hudgens, B.

Johnson // MRS Bulletin. – 2004. – V. 29. No.11. - P.829-832.10. Богословский, Н.А. Физика эффектов переключения и памяти вхалькогенидных стеклообразных полупроводниках / Н.А. Богословский,К.Д. // Физика и техника полупроводников. – 2012. - Tом 46. - Bып. 5. C. 577-608.11. Крайзмер, Л.П. Запоминающие устройства. / Л.П. Крайзмер // Изданиевторое, переработанное и дополненное. – М.–Л.: Энергия, - 1965. – 114 с.12. Таненбаум, Э.С. Архитектура компьютера.

/ Э.С. Таненбаум // 5-е изд. –СПб. Питер. 2007. – 844 с.13. Спиридонов, В. В. Организация и проектирование подсистем храненияинформации в автоматизированных системах переработки данных / В. В.Спиридонов // Учебное пособие для вузов . – Л.: СЗПИ, 1984. – 80 с.14. Lacaita A.L. Phase change memories: State-of the-art, challenges andperspectives / A.L. Lacaita // Solid-State Electronics. – 2006. – V. 50. – P.24–31.15. Narahara, T. Optical disc system for digital video recording / T. Narahara, S.Kobayashi, M. Hattori, Y. Shimpuku et al. // Japanese journal of appliedphysics.

- 2000. - Vol. 39. - Part 1. № 2B. P. 912 – 919.16. "Archival Disc" standard formulated for professional-use next-generationoptical discs [Электронный ресурс] // Sony Corporation. – 2014. – 10 March.– Режим доступа: www.sony.net.17. Wełnica, W. Reversible switching in phase-change materials / W. Wełnica, M.Wuttig // Material today. – 2008.

– V. 11. - P. 20-27.14918. Krishnamurthy R. First Volume Production Phase Change Memory by Micron[Электронный ресурс] // Chipworks. – 2013. – 23 May. – Режим доступа:www.chipworks.com.19. Clarke, P. Samsung moves phase-change memory to production / P. Clarke[Электронный ресурс] // EETimes. – 2009. – 22 September. – Режимдоступа: www.EETimes.com.20. Yamada, N. Erasable Phase Change Optical Materials / N. Yamada // Materialsresearch society Bulletin. - 1996. - V.21. - No.9, P.

48.21. Legendre, B. Phase diagram of the ternary system Ge-Sb-Te / B. Legendre, B.Hancheng, S. Bordas, et al. // Thermochimica acta. - 1984. - Vol. 78. - P. 141– 157.22. Friedrich, I. Structural transformations of Ge2Sb2Te5 films studied by electricalresistance measurements / I. Friedrich, V. Weidenhof, W. Njoroge, et al. // J.Appl. Phys. – 2000. – V. 87. - P. 4130.23.

Nonaka, T. Crystal structure of GeTe and Ge2Sb2Te5 meta-stable phase / T.Nonaka // Thin solid films. - 2000. - Vol. 370. - № 1. - P. 258 – 261.24. Park, Y.J. Crystal structure and atomic arrangement of the metastableGe2Sb2Te5 thin films deposited on SiO2/Si substrates by sputtering method /Y.J. Park // Journal of applied physics. - 2005. - Vol.

97. - P. 093506.25. Matsunaga, T. Single Structure Widely Distributed in a GeTe−Sb2Te3Pseudobinary System:  A Rock Salt Structure is Retained by IntrinsicallyContaining an Enormous Number of Vacancies within its Crystal / T.Matsunaga, R. Kojima, N. Yamada, et al. // Inorg. Chem. – 2006. – Vol. 45. P. 2235.26. Wuttig, M.