相變薄膜材料Ge-,2-Sb-,2-Te-,5-的超快動(dòng)力學(xué)研究.pdf

1、文章采用飛秒激光輻照、飛秒激光泵浦-探測等技術(shù)手段,研究了相變材料Ge2Sb2Te5(GST)薄膜的相變特性及其超快動(dòng)力學(xué)過程。文章主要介紹了泵浦——探測實(shí)驗(yàn)光路的原理,相變材料Ge2Sb2Te5的相變機(jī)理,以及飛秒激光與其相互作用的微觀動(dòng)力學(xué)過程。
　　 Ge2Sb2Tes樣品的制備,采用德國萊寶公司生產(chǎn)的多靶共濺射鍍膜儀制備。采用Ge2SbETe5復(fù)合靶濺射于高純硅(純度優(yōu)于99.99％)基片。并且利用X-ray衍射分析、拉

2、曼散射光譜儀分析(LRS)、光學(xué)顯微鏡等對飛秒激光作用下Ge2Sb2Te5薄膜的相變、輻照點(diǎn)的表面形貌進(jìn)行了表征和觀察；采用泵浦——探測手段對Ge2Sb2Te5薄膜相變瞬態(tài)過程以及薄膜內(nèi)載流子動(dòng)力學(xué)過程進(jìn)行了觀察和研究。
　　 論文首先介紹了本研究的理論基礎(chǔ):
　　 1、從飛秒到毫秒時(shí)間尺度內(nèi)激光脈沖作用于載流子的動(dòng)力學(xué)過程；
　　 2、飛秒激光在相變材料研究中的應(yīng)用以及飛秒激光各種超快技術(shù)；
　　 3、

3、泵浦一探測手段的原理以及在研究微觀動(dòng)力學(xué)方面的應(yīng)用；
　　 4、相變材料Ge2Sb2Te5的光存儲(chǔ)原理。
　　 其次,文章介紹了本研究中采用的實(shí)驗(yàn)手段。本文采用的實(shí)驗(yàn)方法為:利用飛秒激光多脈沖(中心波長800nm,脈寬100fs,頻率為1kHz,平均功率10mw)輻照非晶態(tài)GeESb2Tle5薄膜引發(fā)其相變。拉曼光譜分析和X-ray衍射分析結(jié)果表明在輻照區(qū)域內(nèi)薄膜已經(jīng)晶化。光學(xué)顯微鏡觀察結(jié)果顯示形成的晶化點(diǎn)和非晶化點(diǎn)形狀

4、規(guī)則,輪廓清晰。由泵浦——探測裝置測得的弛豫曲線分析,獲得了晶態(tài)與非晶態(tài)兩相載流子的動(dòng)態(tài)過程。
　　 最后,文章給出了,Ge2Sb2Te5在飛秒激光作用下,從非晶態(tài)到晶態(tài)之間相變的合理解釋,并提出了今后研究方向的設(shè)想。
　　 本文研究重點(diǎn)是:1、飛秒激光泵浦一探測裝置的搭建；2、利用本裝置對Ge2SbETe5薄膜在飛秒時(shí)間范圍內(nèi)的載流子動(dòng)力學(xué)進(jìn)行了研究。具有較低能量的飛秒激光脈沖能夠引發(fā)Ge2Sb2Te5薄膜的反射率發(fā)生