Структура и оптические свойства тонких пленок GST
Ключевые слова:
структура, аморфные пленки Ge2Sb2Te5, оптические свойства, оптическая ширина запрещенной зоныАннотация
В работе представлены результаты исследований структуры и оптических свойств наноразмерных пленок толщиной от 50 до 175 нм системы GST состава Ge2Sb2Te5. Пленки получались на подложках при комнатной температуре методом ионно-плазменного магнетронного распыления поликристаллической мишени Ge2Sb2Te5 в атмосфере аргона при давлении ~1 Па и скорости осаждения ~0,3 нм/с. Морфология и состав пленок контролировались методами сканирующей электронной микроскопии и энерго-дисперсионного анализа. Установлено, что в составе пленок наблюдается некоторое превышение содержания атомов германия и недостаток атомов теллура по сравнению с формульным соотношением. Структура пленок исследовалась методом просвечивающей электронной микроскопии высокого разрешения. Установлено, что пленки являются сплошными и имеют типичную аморфную структуру с ближним порядком. Из спектров оптического пропускания и отражения света пленок рассчитаны спектральные зависимости коэффициентов поглощения. Установлено, что для наноразмерных пленок Ge2Sb2Te5 в области фундаментального поглощения выполняется квадратичный закон Тауца. Показано, что оптическая ширина запрещенной зоны пленок существенно зависит от их толщины. С уменьшением толщины пленок от 175 до 50 нм их оптическая ширина запрещенной зоны значительно возрастает от 0,63 до 0,96 зВ.
Библиографические ссылки
2. Cai B., Drabold D.A., and. Elliott S.R. Structural fingerprints of electronic change in the phase-change-material: Ge2Sb2Te5 // Applied Physics Letters. – 2010. – Vol.97.
3. Богословский Н.А., Цэндин К.Д. Физика эффектов переключения и памяти в халькогенидных стеклообразных полупроводниках //ФТП –2012. – Т.46, №5.- С.577-607.
4. Zakery A., Elliott S.R. Optical Nonlinearities in Chalcogenide Glasses and their Applications / Ed.W.T.Rhodes.–Ger.: Springer, 2007. –209 р.
5. Dzhurkov V., Fefelov S., Arsova D., Nesheva D., Kazakova L. Electrical conductivity and optical properties of tellurium-rich Ge-Sb-Te films // Journal of Physics. –2014. –Vol.558. –P.012046.
6. Yao H.B., Shi L.P., Chong T.C., Tan P.K., Miao X.S. Optical Transition of Chalcogenide Phase-Change Thin Films // Jpn. J. Appl. Phys. – 2003. – Vol.42. – Р.828–831.
7. Tauc J., Grigorovici R. and A. Vancu // Phys. Status Solidi. – 1966. – Vol.15. – P.627.
References
1. R. Neale, Eng. April, 61-74, (2001).
2. B. Cai, D.A. Drabold, and S.R. Elliott, Applied Physics Letters, 97 (2010).
3. N.A. Bogoslovskiy and K.D. Tsendin, FTP, 46(5), 577-607, (2012). (in russ).
4. A. Zakery and S.R. “Elliott Optical Nonlinearities in Chalcogenide Glasses and their Applications”, Ed.W.T.Rhodes. (Springer, 2007, 209 р).
5. V. Dzhurkov, S. Fefelov, D. Arsova, D. Nesheva, L. Kazakova, Journal of Physics, 558, 012046, (2014).
6. H.B. Yao, L.P. Shi, T.C. Chong, P.K. Tan, X.S. Miao, Jpn. J. Appl. Phys., 42, 828–831, (2003).
7. J. Tauc, R. Grigorovici, and A. Vancu, Phys. Status Solidi 15, 627 (1966).
