Login for students

Login for employees

Publication detail

Crystallization of Ge2Sb2Te5 under high hydrostatic pressures: Differences in nanoscale atomic ordering in as-deposited and pressure-induced amorphous phases
Authors: Krbal Miloš | Kolobov A., V. | Hanfland M. | Fons P.
Year: 2021
Type of publication: článek v odborném periodiku
Name of source: Journal of Alloys and Compounds
Publisher name: Elsevier Science SA
Place: Lausanne
Page from-to: 159980
Titles:
Language Name Abstract Keywords
cze Krystalizace Ge2Sb2Te5 za vysokých hydrostatických tlaků: Rozdíly v uspořádání atomů na nano-úrovni v čerstvě nanesených a tlakem indukovaných amorfních fázích Proces krystalizace působí jako úzké hrdlo ve vývoji paměťových zařízení se změnou fáze. Zde porovnáváme krystalizaci čerstvě nanesených a tlakem indukovaných amorfních fází Ge2Sb2Te5 za hydrostatických tlaků do 8,5 GPa. Čerstvě nanesená fáze se plně přemění na tlakem namáhanou metastabilní kubickou fázi (při cca 135 °C) při tlacích pod 3 GPa a zůstane kubická až do maximální použité teploty (240 °C). Při vyšších tlacích čerstvě nanesená fáze částečně krystalizuje přímo do stabilní hexagonální fáze při výrazně nižší teplotě (110 °C), avšak významný objemový podíl amorfní fáze zůstává i při teplotě 240 °C. Intenzita Braggových difrakčních píků dramaticky klesá s rostoucím tlakem, což dále podtrhuje potlačení růstu krystalů. V ostrém kontrastu tlakem indukovaná amorfní fáze - díky paměťovým efektům pocházejících z krystalické fáze - krystalizuje za okolních podmínek při nižší teplotě než její protějšek čerstvě nanesená vrstva. Kromě toho se tlakově indukovaná amorfní fáze také plně transformuje přímo na hexagonální modifikaci při tlacích až do cca. 5 GPa. Při vyšším tlaku (8,5 GPa) vzniká ortorombická fáze. Na rozdíl od čerstvě nanesené fáze se teplota krystalizace tlakem indukovaného amorfního Ge2Sb2Te5 zvyšuje s tlakem. Zde uvedené výsledky ukazují, že rozdíly v uspořádání nano úrovní v čerstvě nanesených (statisticky uspořádaných) a tlakem indukovaných (chemicky uspořádaných) amorfních fázích dramaticky ovlivňují krystalizaci a budou sloužit jako vodítko pro vývoj zařízení pro změnu fáze. Vysokotlaká studie; materiál se změnou fáze; krystalizace; rentgenová difrakce
eng Crystallization of Ge2Sb2Te5 under high hydrostatic pressures: Differences in nanoscale atomic ordering in as-deposited and pressure-induced amorphous phases The crystallization process acts as a bottleneck to the development of phase-change memory devices. Here, we compare the crystallization of as-deposited and pressure-induced amorphous phases of Ge2Sb2Te5 under hydrostatic pressures up to 8.5 GPa. The as-deposited phase fully converts to a stressed metastable cubic phase (at ca. 135 degrees C) at pressures below 3 GPa and remains cubic up to the maximum temperature used (240 degrees C). At higher pressures, the as-deposited phase partially crystallizes directly into the stable hexagonal phase at a significantly lower temperature (110 degrees C), however a significant volume fraction of the amorphous phase remains even for temperatures as high as 240 degrees C. The intensities of the Bragg diffraction peaks dramatically decrease with increasing pressure, further underscoring the suppression of crystal growth. In stark contrast, the pressure-induced amorphous phase- due to memory effects originating from the crystalline phase - crystallizes at ambient conditions at a lower temperature than its as-deposited counterpart. Furthermore, the pressure-induced amorphous phase also fully transforms directly into the hexagonal modification at pressures up to ca. 5 GPa. At higher pressure (8.5 GPa), an orthorhombic phase is formed. Different from the as-deposited phase, the crystallization temperature of pressure-induced amorphous Ge2Sb2Te5 increases with pressure. The results reported here demonstrate that differences in nanoscale ordering in as-deposited (statistically ordered) and pressure-induced (chemically ordered) amorphous phases dramatically influence crystallization and will serve as a guideline for insightful development of phase-change devices. (C) 2021 The Author(s). Published by Elsevier B.V. High pressure study; Phase-change material; Crystallization; X-ray diffraction

Departments

Other Parts

Map

en.mapy.cz

Services

Popular Links

© 2023 University of Pardubice, Studentská 95, 532 10 Pardubice 2
Phone: +420 466 036 111, 466 036 112, 466 036 113
Webmaster, RSS
Data box ID: f5vj9hu
Accessibility Statement
CC BY-NC-ND 4.0Creative CommonsAttributionNonCommercialNoDerivatives