Příprava a fyzikálně chemické vlastnosti vybraných vzorků systému Ag-Sb-Pb-Ge-Te

Ing. Petr Koziel

Diplomová práce

Preparation and physico-chemical properties of some Ag-Sb-Pb-Ge-Te system samples

Anotace:

Byly připraveny vybrané objemové vzorky ze systémů GeTe - AgSbTe2 a AgGeSbTe3 - AgPbSbTe3. Mžikovým vakuovým napařováním byly připraveny tenké vrstvy na skleněné a křemíkové substráty. Temperací tenkých vrstev nad teplotou fázového přechodu byly pod ochrannou atmosférou inertního plynu (Ar) připraveny krystalické tenké vrstvy. Amorfní i krystalické vrstvy byly charakterizovány pomocí diferenční skenovací kalorimetrie (DSC), rentgenové difrakční analýzy (XRD), energiově dispersní rentgenové analýzy (EDX). Výsledky spektroskopické elipsometrie s proměnným úhlem (VASE) a optické propustnosti a reflektivity v UV, VIS, NIR oblasti spektra byly použity k vyhodnocení optické šířky zakázaného pásu a dalších optických parametrů. Byla měřena izokinetická teplotní závislost plošného elektrického odporu van der Pauwovou metodou a vyhodnoceny aktivační energie elektrické vodivosti. Čerstvě připravené vrstvy obsahující germanium se dle XRD podařilo připravit amorfní, vrstvy bez obsahu germania byly krystalické. Z měření DSC a teplotní závislosti plošného elektrického odporu zjištěného van der Pauwovou metodou vyplývá, že ke krystalizaci amorfních vrstev zpravidla docházelo v rozmezí teplot 130 ? 170 °C. Některé ze studovaných materiálů mohou být vhodné pro použití jako aktivní materiál pro permanentní ?phase-change? paměti. U některých vzorků, činil rozdíl v hodnotách optické reflektivity cca. 20% v celém rozsahu viditelného spektra. Rozdíl v hodnotách plošného elektrického odporu mezi krystalickou a amorfní fází byl u většiny vzorků přibližně tři řády.

Abstract:

Bulk samples of GeTe - AgSbTe2 and AgGeSbTe3 - AgPbSbTe3 systems were prepared. Thin films were prepared by flash evaporation on glass and silicon substrates. Crystalline thin films were prepared by annealing of thin films at a teperature above the phase-change temperature in a protective atmosphere of inert gas (Ar). Amorphous and crystalline layers were characterized by differential scanning kalorimetry (DSC), X-ray diffraction (XRD), energy dispersive X-ray analysis (EDX). Results of variable angle spectroscopic ellipsometry (VASE), optical transmittance and reflectivity in the UV, VIS, NIR were used to evaluate the optical band gap width and other optical parameters. The isokinetic temperature dependence of sheet resistance was measured by van der Pauw method and the activation energy of electrical conductivity was evaluated. As-deposited thin films containing germanium were amorphous (according to XRD), germanium free layers were crystalline. The DSC measurements and temperature dependence of sheet resistance by Van der Pauw method showed that the crystallisation of the amorphous thin films usually occurred in the temperature range 130-170 ° C. Some of the studied materials could be suitable for use as active materials in nonvollatile phase-change memories. The difference in the values of the optical reflectivity of some samples was approx. 20% in the whole range of the visible spectrum. The difference in the values of sheet resistance between crystalline and amorphous phase for most samples was approximately three orders of magnitude.

Klíčová slova

Paměti založené na fázové změně, tenké vrstvy, mžikové vakuové napařování, Ag-Sb-Pb-Ge-Te, GeTe-AgSbTe2, AgSbGeTe3-AgSbPbTe3, van der Pauwova metoda

Jazyk práce: čeština

Datum vytvoření / odevzdání či podání práce: 6. 5. 2010

Obhajoba závěrečné práce

• Obhajoba proběhla 31. 5. 2010
• Vedoucí: prof. Ing. Miloslav Frumar, DrSc.

Univerzita Pardubice

Fakulta chemicko-technologická

Magisterský studijní program / obor:
Chemie a technologie materiálů / Materiálové inženýrství