Вышедшие номера
Home » Оптика и спектроскопия » Год 2023, выпуск 2 » Статья стр. 145
<<<>>>
Кинетика обратимых фазовых переходов в тонких пленках Ge2Sb2Te5 при фемтосекундном лазерном облучении
DOI: 10.21883/OS.2023.02.54996.10-23
Переводная версия: 10.61011/EOS.2023.02.55774.10-23
Russian Foundation for Basic Research, 20-32-90111
Ministry of Education and Science of the Russian Federation, 075-03-2022-212/4
Ministry of Education and Science of the Russian Federation, 70-2021-00252
Колчин А.В. 1, Заботнов С.В. 2, Шулейко Д.В.2,3, Лазаренко П.И.4, Глухенькая В.Б.4, Козюхин С.А.4, Кашкаров П.К.2,5
1Институт общей и неорганической химии им. Н.С. Курнакова Российской академии наук, Москва, Россия
2Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова (физический факультет), Москва, Россия
3Центр компетенций НТИ по технологиям хранения и анализа больших данных, Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова, Москва, Россия
4Национальный исследовательский университет "Московский институт электронной техники", Москва, Зеленоград, Россия
5Национальный исследовательский центр "Курчатовский институт", Москва, Россия
Email: avkolchin432@gmail.com, zabotnov@physics.msu.ru, shuleyko.dmitriy@physics.msu.ru, aka.jum@gmail.com, Kapakycek2009@yandex.ru, sergkoz@igic.ras.ru, p.kashkarov@mail.ru
Поступила в редакцию: 1 декабря 2022 г.
В окончательной редакции: 23 декабря 2022 г.
Принята к печати: 28 января 2023 г.
Выставление онлайн: 13 марта 2023 г.
PDF версия
Облучение фемтосекундными лазерными импульсами тонких пленок халькогенидного стеклообразного полупроводника Ge2Sb2Te5 позволяет осуществлять фазовые переходы из аморфного состояния в кристаллическое и обратно. В настоящей работе возможность инициации процессов аморфизации и кристаллизации в тонких пленках Ge2Sb2Te5 набором импульсов лазерного излучения с длительностью 135 fs подтверждается экспериментально и теоретически. Согласно двухтемпературной модели и экспериментальным данным, оценены кинетики температур электронов и решетки во время фемтосекундного лазерного воздействия. Оценка проводилась с учетом динамического изменения диэлектрической проницаемости материала пленки, линейного оптического поглощения и коэффициента отражения, существенно влияющих на воздействие сверхкороткого лазерного импульса в течение его длительности. Определены температуры и скорости охлаждения, необходимые для достижения инициации фазовых переходов ИК лазерными импульсами с субпикосекундной длительностью. Полученные результаты открывают перспективы к дальнейшему повышению скорости работы создаваемых энергонезависимых активных устройств нанофотоники на основе Ge2Sb2Te5 за счет применения импульсов с фемтосекундной длительностью для переключения фазового состояния. Ключевые слова: фемтосекундные лазерные технологии, спектроскопия комбинационного рассеяния света, динамика фазовых переходов, Ge2Sb2Te5.
  1. С.А. Козюхин, П.И. Лазаренко, А.И. Попов, И.Л. Еременко. Успехи химии, 91 (9), RCR5033 (2022). DOI: 10.1070/RCR5033. [S.A. Kozyukhin, P.I. Lazarenko, A.I. Popov, I.L. Eremenko. Russ. Chem. Rev., 91 (9), RCR5033 (2022). DOI: 10.1070/RCR5033]
  2. V. Weidenhof, I. Friedrich, S. Ziegler, M. Wuttig. J. Appl. Phys., 89, 3168 (2001). DOI: 10.1063/1.1351868
  3. Y. Vorobyov, P. Lazarenko, A. Sherchenkov, N. Vishnyakov, A. Ermachikhin, S. Kozyukhin. J. Phys.: Condens. Matter., 32, 355401 (2020). DOI: 10.1088/1361-648X/ab8c8a
  4. J. Tominaga, T. Shima, P. Fons, R. Simpson, M. Kuwahara, A. Kolobov. Jpn. J. Appl. Phys., 48, 03A053 (2009). DOI: 10.1143/JJAP.48.03A053
  5. А.А. Шерченков, С.А. Козюхин, П.И. Лазаренко, А.В. Бабич, Н.А. Богословский, И.В. Сагунова, Е.Н. Редичев. ФТП, 51 (2), 154 (2017). DOI: 10.21883/FTP.2017.02.44096.8270 [A.A. Sherchenkov, S.A. Kozyukhin, P.I. Lazarenko, A.V. Babich, N.A. Bogoslovskiy, I.V. Sagunova, E.N. Redichev. Semiconductors, 51, 146-152 (2017). DOI: 10.1134/S1063782617020191]
  6. Н.А. Богословский, К.Д. Цэндин. ФТП, 46 (5), 577 (2012). DOI: 10.1134/S1063782612050065 [N.A. Bogoslovskiy, K.D. Tsendin. Semiconductors, 46, 559 (2012). DOI: 10.1134/S1063782612050065]
  7. H. Wu, W. Han, X. Zhang. Materials, 15, 6760 (2022). DOI: 10.3390/ma15196760
  8. Y.H. Wang, F.R. Liu, W.Q. Li, T. Fan, J.F. Yang, Z.M. Wang, F. Liu, N.X. Sun. J. App. Phys., 122, 043104 (2017). DOI: 10.1063/1.4993451
  9. T. Kunkel, Y. Vorobyov, M. Smayev, P. Lazarenko, A. Romashkin, S. Kozyukhin. Materials Science in Semiconductor Processing, 139, 10350 (2022). DOI: 10.1016/j.mssp.2021.106350
  10. N. Yamada, E. Ohno, K. Nishiuchi, N. Akahira, M. Takao. J. Appl. Phys., 69, 2849 (1991). DOI: 10.1063/1.348620
  11. T. Kunkel, Y. Vorobyov, M. Smayev, P. Lazarenko, V. Veretennikov, V. Sigaev, S. Kozyukhin. J. Alloys and Compounds, 851, 156924 (2021). DOI: 10.1016/j.jallcom.2020.156924
  12. Г.А. Марциновский, Г.Д. Шандыбина, Ю.С. Дементьева, Р.В. Дюкин, С.В. Заботнов, Л.А. Головань, П.К. Кашкаров. ФТП, 43 (10), 1339 (2009). DOI: 10.1134/S106378260910008X [G.A. Martsinovsky, G.D. Shandybina, Yu.S. Dement'eva, R.V. Dyukin, S.V. Zabotnov, L.A. Golovan', P.K. Kashkarov. Semiconductors, 43, 1298 (2009). DOI: 10.1134/S106378260910008X]
  13. P.Y. Yu, M. Cardona. Fundamentals of Semiconductors: Physics and Materials Properties (Springer, Berlin, 2010). DOI: 10.1007/978-3-642-00710-1
  14. J.K. Chena, D.Y. Tzou, J.E. Beraun. Int. J. Mass Heat Transfer, 49, 307 (2006). DOI: 10.1016/j.ijheatmasstransfer.2005.06.022
  15. P.I. Lazarenko, Yu.V. Vorobyov, M.E. Fedyanina, A.A. Sherchenkov, S.A. Kozyukhin, A.O. Yakubov, A.V. Kukin, Yu.S. Sybina, I.V. Sagunova. Inorg. Mater. Appl. Res., 11, 330 (2020). DOI: 10.1134/S2075113320020227
  16. S. Liu, J. Wei, F. Gan. J. Appl. Phys., 110 (3), 033503 (2011). DOI: 10.1063/1.3614501
  17. L.E. Shelimova, O.G. Karpinskii, P.P. Konstantinov, M.A. Kretova, E.S. Avilov, V.S. Zemskov. Inorganic Materials, 37 (4), 342 (2001). DOI: 10.1023/A:1017519625907
  18. S.H. M/oller, E.H. Eriksen, P.L. T/onning, P.B. Jensen., J. Chevallier, P. Balling. Appl. Surf. Sci., 476, 221 (2019). DOI: 10.1016/j.apsusc.2019.01.070
  19. P. Nv emec, V. Nazabal, A. Moreac, J. Gutwirth, L. Benev s, M. Frumar. Materials Chemistry and Physics, 136, 935 (2012). DOI: 10.1016/j.matchemphys.2012.08.024
  20. Z. Xu, C. Chen, Z. Wang, K. Wu, H. Chong, H. Ye. RSC Advances, 8 (37), 21040 (2018). DOI: 10.1039/C8RA01382A
  21. K. Shportko, L. Revutska, O. Paiuk, J. Baran, A. Stronski, A. Gubanova, E. Venger. Optical Materials, 73, 489 (2017). DOI: 10.1016/j.optmat.2017.08.042
  22. S. Zabotnov, A. Kolchin, D. Shuleiko, D. Presnov, T. Kaminskaya, P. Lazarenko, V. Glukhenkaya, T. Kunkel, S. Kozyukhin, P. Kashkarov. Micro, 2 (1), 88 (2022). DOI: 10.3390/micro2010005
  23. W.Zhou, Z. Zhang, Q. Zhang, D. Qi, T. Xu, S. Dai, X. Shen. Micromachines, 12, 616 (2021). DOI: 10.3390/mi12060616
  24. J.-L. Battaglia, A. Kusiak, V. Schick, A. Cappella, C. Wiemer, M. Longo, E. Varesi. J. Appl. Phys., 107, 044314 (2010). DOI: 10.1063/1.3284084
  25. A. Shamova, G. Shandybina, E. Yakovlev, A. Georgieva. Optical Quantum Electron., 49, 74 (2017). DOI: 10.1007/s11082-017-0911-0

Подсчитывается количество просмотров абстрактов ("html" на диаграммах) и полных версий статей ("pdf"). Просмотры с одинаковых IP-адресов засчитываются, если происходят с интервалом не менее 2-х часов.

Дата начала обработки статистических данных - 27 января 2016 г.

Учредители

Издатель

© 2024 Физико-технический институт им. А.Ф. Иоффе Российской академии наук
Powered by webapplicationthemes.com - High quality HTML Theme