Publication detail

The advantages of methanol-amine solvent mixtures in solution processing of Ge-Sb-S chalcogenide glass thin films

Year: 2024

Type of publication: článek v odborném periodiku

Name of source: Materials Chemistry and Physics

Page from-to: 128792

Titles:

Language	Name	Abstract	Keywords
cze	Výhody použití směsí amin-methanol pro přípravu tenkých vrstev Ge-Sb-S chalkogenidových skel z roztoků	Poukazujeme na zásadní vliv methanolu na mechanismus rozpouštěn chalkogenidového skla Ge20Sb5S75 jež vede k výraznému zlepšení některých vlastností tenkých vrstev. Pomocí Ramanovi spektroskopie byly potvrzeny významné rozdíle ve struktuře již v roztocích skel mezi roztoky připravených z čistých aminů (n-butylamin, n-propylamin) a jejich směsí s methanolem. Rozšiřující experimenty rozpouštění elementární síry a analogického skla Ge25S75 potvrdili, že na rozdílném mechanismu rozpouštění se podílí mimo methanol i antimon. Významné rozdíly ve struktuře a složení byly studovány dále na stabilizovaných a temperovaných vrstevách na 210°C. Tenké vrstvy deponované z roztoku s methanolem měli narozdíl od standartně připravených vrstev zachované složení a ani po temperaci nedocházelo u nich k uvolňování síry. Přítomnost methanolu dále snižuje objemovou kontrakci tenkých vrstev (až o 7.5%) a nezávisle na teplotě temperace zvyšuje index lomu zhruba o 0.1.	Tenké vrstvy; Sol-gel procesy; Amorfní materiály; Optické materiály
eng	The advantages of methanol-amine solvent mixtures in solution processing of Ge-Sb-S chalcogenide glass thin films	We report on the substantial influence of methanol presence on the dissolution mechanism of Ge20Sb5S75 bulk glass with subsequent superior properties of thin films deposited from such solutions. Raman spectroscopy confirmed significant differences in structural features present in glass solutions prepared from pure amines (n-propylamine and n-butylamine) and their mixtures with methanol. The experiments with dissolved elemental sulfur and Ge25S75 glass analog proved that both antimony and methanol presence induce further splitting of the Ge4S104- cluster structure, which fundamentally affects the properties of deposited thin films. Significant structural and compositional differences were found not only in solutions and as-prepared samples, but also after thin films' thermal treatment (hard baking up to 210 degrees C). The as-prepared thin films deposited from amine-methanol mixtures possessed the exact composition of source bulk glass while thin films of other solvent formulations exhibited sulfur deficiency. The annealing up to 210 degrees C only highlighted this difference. As a result of the different structure of the thin films prepared in this way, the other benefits of methanol addition were found, namely an increase in the refractive index by approx. 0.1 independent of the annealing temperature, or a lower thermally induced thickness contraction (up to 7.5 %).	Thin films; Sol-gel processes; Amorphous materials; Optical materials

Search

Login for students

Login for employees

Publication detail

Departments

Other Parts

Map

Services

Popular Links