Publication detail

In-situ study of athermal reversible photocrystallization in a chalcogenide glass

Year: 2017

Type of publication: článek v odborném periodiku

Name of source: Journal of Applied Physics

Publisher name: American Institute of Physics

Place: Melville

Page from-to: "173101-1"-"173101-7"

Titles:

Language	Name	Abstract	Keywords
cze	In situ studie atermální reverzibilní fotokrystalizace v chalkogenidovém skle	Časově rozlišená Ramanova spektroskopie odhalila tří krokový mechanismus fotostrukturálních změn v Ge25Ga9,5Sb0,5S65 (obsahují 0,5 at.% Er3+) skle při expozici kontinuálním světlem o energii vyšší, než je optická šířka zakázaného pásu skla. Tyto změny jsou vratné a efektivně atermální v tom, že lokální teplota se zvýší na 60% teploty skelné transformace a fázové přechody se uskutečňují ve skle/krystalu a nikoliv v rovnovážné kapalině. Krátce po ozáření se dimenze sítě mění z dominantní 3D na směs 2D/1D reprezentovanou zvýšením podílu hranově sdílených tetraedrů a vznikem homonukleárních (polo)kovových vazeb. Tato inkubační doba strukturního přeuspořádání, slabě termicky aktivována energií blízkou 0,16 eV, usnadňuje vratnou fotokrystalizaci. Rychlost fotokrystalizace ve skle je srovnatelná s tou dosaženou termickou krystalizací podchlazené taveniny při velkém podchlazení. Téměř kompletní reamorfizace může být dosažena během hodiny desetinásobným snížením zářivé hustoty laserového svazku. Sklo-keramické kompozity s měnícím se podílem sklo-krystal mohou být dosaženy přerušením ozařování během reamorfizace. Mikrostrukturní zobrazování odhalilo fotoindukovaný přenos hmoty a vznik sloupcovitých porézních struktur. To ukazuje na potenciál ve vazebném inženýrství skelných struktur pro fotonické aplikace s prostorovým lepším rozlišením, než kterého lze dosáhnout temperováním.	paměti založené na fázové změně; fotoindukovaná krystalizace; optické vlastnosti; amorfní GeSe2; tenké vrstvy; As50Se50; Raman; vitrifikace; rozptyl; kinetika
eng	In-situ study of athermal reversible photocrystallization in a chalcogenide glass	The time-resolved Raman measurements reveal a three-stage mechanism of the photostructural changes in Ge25.0Ga9.5Sb0.5S65.0 (containing 0.5 at. % of Er3+) glass under continuous-abovebandgap illumination. These changes are reversible and effectively athermal, in that the local temperature rises to about 60% of the glass-transition temperature and the phase transitions take place in the glass/crystal and not in an equilibrium liquid. In the early stages of illumination, the glassy-network dimensionality changes from a predominantly 3-D to a mixture of 2-D/1-D represented by an increase in the fraction of edge-sharing tetrahedra and the emergence of homonuclear (semi) metallic bonds. This incubation period of the structural rearrangements, weakly thermally activated with an energy of similar to 0.16 eV, facilitates a reversible photocrystallization. The photocrystallization rate in the glass is comparable to that achieved by thermal crystallization from supercooled liquid at large supercooling. Almost complete re-amorphization can be achieved in about an hour by reducing the incident laser-power density by a factor of ten. Glass-ceramic composites-with varying glass-to-crystal fraction-can be obtained by ceasing the illumination during re-amorphization. Microstructural imaging reveals photoinduced mass transport and the formation of columnar-porous structures. This shows the potential for a bond-specific engineering of glassy structures for photonic applications with a spatial resolution unachievable by thermal annealing.	phase-change materials; photoinduced crystallization; optical-properties; amorphous gese2; thin-films; as50se50; raman; vitrification; scattering; kinetics

Search

Login for students

Login for employees

Publication detail

Departments

Other Parts

Map

Services

Popular Links