ЛОКАЛЬНАЯ СТРУКТУРА АТОМОВ ГЕРМАНИЯ В КРИСТАЛЛИЧЕСКИХ И АМОРФНЫХ ПЛЕНКАХ GE2SB2TE5 Текст научной статьи по специальности «Нанотехнологии»

СИМВОЛ НАУКИ 2410-700Х № 8 / 2020

УДК-53

Доронин В. А.

ассистент кафедры физической электроники РГПУ им. А.И. Герцена, г. Санкт-Петербург, РФ Марченко А. В. доктор физ.-мат. наук, профессор, профессор кафедры физической электроники РГПУ им. А.И. Герцена, г. Санкт-Петербург, РФ Серегин П.П. доктор физ.-мат. наук, профессор, профессор кафедры физической электроники РГПУ им. А.И. Герцена, г. Санкт-Петербург, РФ Петрущин Ю.А. аспирант кафедры физической электроники РГПУ им. А.И. Герцена, г. Санкт-Петербург, РФ

ЛОКАЛЬНАЯ СТРУКТУРА АТОМОВ ГЕРМАНИЯ В КРИСТАЛЛИЧЕСКИХ И АМОРФНЫХ ПЛЕНКАХ Ge2Sb2Te5

Аннотация

В настоящей работе представлены результаты исследований изомерных сдвигов атомов п^п легированных аморфных и кристаллических пленках Ge2Sb2Te5. Экспериментальные исследования были проведены с помощью метода эмиссионной мёссбауэровской спектроскопии на промышленном спектрометре SM 4201 Тег1аЬ. Исследование тонких аморфных и поликристаллических пленок Ge2Sb2Te5 в настоящее время идет широкими темпами в силу того, что данный материал является основой современной энергонезависимой фазовой памяти. Легирование образцов Ge2Sb2Te5 проводилось на этапе синтеза путем магнетронного распыления изотопа п^п из мишени, степень обогащения которой данным изотопом олова составляла 96%. Проведенный анализ изомерных сдвигов мёссбауэровских спектров п^п указывает на различную симметрию локального окружения германия (олова) (тетраэдрическую в аморфной фазе пленок Ge2Sb2Te5 и октаэдрическую в кристаллической фазе).

Ключевые слова

Эмиссионная мёссбауэровская спектроскопия, изомерный сдвиг, энергонезависимая фазовая память,

аморфные и кристаллические пленки Ge2Sb2Te5.

Современный этап исследований фазовой памяти на основе халькогенидных полупроводников связан с использованием соединения Ge2Sb2Te5. Важным свойством этого соединения является его способность к быстрым и обратимым переходам между кристаллическим и аморфным состояниями под действием низкоэнергетических воздействий. Эффективным методом исследования структурных перестроений в твердых телах является мёссбауэровская спектроскопия на примесных атомах (эмиссионный вариант мёссбауэровской спектроскопии). В настоящей работе используется метод измерения абсорбционных п^п мессбауэровских спектров примесных атомов олова в аморфных и кристаллических пленках Ge2Sb2Te5.

Рентгеноаморфные пленки Gel.95119Sno.o5Sb2Te5 были получены методом магнетронного распыления. Кристаллизация аморфных пленок проводилась при температуре 150 оС (с образованием /ее фазы) и 310 оС (с образованием кер фазы). Абсорбционные п^п мессбауэровские спектры измерялись при 80К с источником Са119т^пОз. Изомерные сдвиги мёссбауэровских спектров п^п приводятся относительно -( 6 )-

СИМВОЛ НАУКИ ISSN 2410-700X № 8 / 2020

поглотителя CaSnÜ3.

Мёссбауэровские спектры в пленках представляют собой одиночные уширенные линии (G = 1.15 -1.35 мм/с). Спектры в аморфной пленке имеют изомерный сдвиг IS = 2.06(3) мм/с, типичный для сдвигов спектров 119Sn соединений четырехвалентного олова с тетраэдрической системой химических связей Sn-IV. Спектры поликристаллических пленок имеют изомерные сдвиги IS = 3.53(4) мм/с, близкие к изомерному сдвигу спектра 119Sn соединения SnTe (IS = 3.55(4) мм/с), в котором реализуется октаэдрическая система химических связей.

Исходя из величин изомерных сдвигов спектров 119Sn, можно сделать вывод, что атомы олова и замещаемые ими атомы германия в структурной сетке аморфного Ge2Sb2Te5 образуют ¿р3-тетраэдрическую систему химических связей, причем атомы германия (олова) связаны только с атомами теллура. Уширение спектров 119Sn легированных аморфных материалов объясняется отсутствием в них дальнего порядка в расположении атомов, и является характерным свойством мессбауэровских спектров неупорядоченных структур. Близость изомерных сдвигов спектров 119Sn в поликристаллических пленках к изомерному сдвигу соединения SnTe объясняется тем, что их кристаллизация не приводит к изменению химической природы атомов в локальном окружении атомов германия (олова). Тот факт, что ширина спектров поликристаллических сплавов существенно больше аппаратурной ширины спектральной линии 119Sn, свидетельствует о том, в составе поликристаллических фаз олово образует не соединение SnTe (кристаллическая решетка типа NaCl), а входит в состав fcc и hcp фаз, для которых мёссбауэровские спектры уширяются за счет неразрешенного квадрупольного расщепления.

Список использованной литературы:

1. Яковлев С.А. Лазерно-индуцированная модификация поверхности тонких пленок Ge2Sb2Te5: фазовые изменения и формирование периодических структур [Текст] / С.А. Яковлев, А.В. Анкудинов, Ю.В. Воробьев, М.М. Воронов // Физика и техника полупроводников, 2018. - Том 52, Вып. 6. - 664-670.

2. Нгуен Х.Ф. Влияние висмута на оптические свойства тонких пленок Ge2Sb2Te5 [Текст] / Х.Ф. Нгуен, С.А. Козюхин, А.Б. Певцов // Физика и техника полупроводников, 2014. - Том 48, Вып. 5. - 597-603.

© Доронин В.А., Марченко А.В., Серегин П.П., Петрущин Ю.А., 2020

УДК 532.546

В.М. Юров

канд. физ.-мат. наук, доцент КарГУ им. Е.А. Букетова

г. Караганда, Казахстан С.А. Гученко докторант PhD, КарГУ им. Е.А. Букетова г. Караганда, Казахстан К.М. Маханов

канд. физ.-мат. наук, доцент КарГУ им. Е.А. Букетова

г. Караганда, Казахстан

ТЕМПЕРАТУРНОЕ ПОЛЕ ПЛАСТИНЫ С ДВИЖУЩЕЙСЯ ГРАНИЦЕЙ РАЗДЕЛА ФАЗ

Аннотация

Развитая нами теория кристаллизации цилиндра конечных размеров относится к задачам с подвижной границей раздела фаз. Движение границы раздела фаз приводит к нелинейности системы уравнений, что и приводит к возникновению автоволн.

Ключевые слова

Задача Стефана, кристаллизация, подвижная граница фаз, цилиндр.