Лазерная модификация и ее влияние на фотопотемнение и фоторезистивность халькогенидных пленок
ВВЕДЕНИЕ
С конца 20-го века тонкие полупроводниковые пленки, к которым относятся халькогенидные, вызывают всё больший интерес в оптике, опто- и наноэлектронике. В настоящие дни халькогенидные пленки являются перспективными и высокочувствительными наноматериалами для применения как в физике, так и в химии, и в материаловедении. Халькогенидные плёнки также являются многообещающим материалом для применения в оптической памяти и хранении данных [1].К уникальным свойствам халькогенидных пленок относят структурные, электрические и оптические свойства [1-3]. Эти изменения могут быть временными, метастабильными или постоянными [4].Структурные свойства включают в себя обратимые фотоструктурные изменения, происходящие в аморфной фазе и фотоиндуцированный фазовый переход между аморфной и кристаллической фазой [5, 6]. На свойства халькогенидных пленок значительно влияет природа их ковалентных связей.
СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ
1 Общие сведения о халькогенидных стёклах
2 Структура халькогенидов
3 Допирование халькогенидов различными металлами
4 Фотоиндуцированные эффекты в халькогенидных пленках
4.1 Эффект фотопотемнения
4.2 Обратимость фотопотемнения
4.3 Фоторезистивность и другие фотоиндуцированные эффекты в пленках As-Se-S
5 Практическая значимость халькогенидных пленок
ЛАЗЕРНАЯ МОДИФИКАЦИЯ И ЕЕ ВЛИЯНИЕ НА ФОТОПОТЕМНЕНИЕ И ФОТОРЕЗИСТИВНОСТЬ ХАЛЬКОГЕНИДНЫХ ПЛЕНОК
1 Цели и задачи
2 Материалы и оборудование
3 Обсуждение результатов
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Kolobov A. V., Tominaga J. Chalcogenide glasses as prospective materials for optical memories and optical data storage //Journal of Materials Science: Materials in Electronics. – 2003. – Т. 14. – С. 677-680.
2. Zakery A. Optical properties and applications of chalcogenide glasses: a review /A. Zakery, S. Elliott // Journal of Non-Crystalline Solids. – 2003. – № 1–3 (330).– C. 1–12.
3. Stronski A. Production of metallica patterns with the help of high resolution inorganic resists. In: Harman G, Mach P (eds) // Micrielectronic interconnections and assembly. NATO ASI series. High technology. Kluwer Academic Publishers, Netherlands. – 1998. – P. 266–293
4. Kondrat O. B. et al. Reversible structural changes of in situ prepared As 40 Se 60 nanolayers studied by XPS spectroscopy //Applied Nanoscience. – 2019. – Т. 9. – С. 917-924.
5. Shimakawa K., Kolobov A., Elliott S. R. Photoinduced effects and metastability in amorphous semiconductors and insulators //Advances in Physics. – 1995. – Т. 44. – №. 6. – С. 475-588.
6. Terada M. et al. Optimized disk structure and Ge-Tb-Sb composition for overwritable phase change compact disk //Japanese journal of applied physics. – 1993. – Т. 32. – №. 11S. – С. 5219.7. El-Zaidia, M & El-Gohary, Z & Aboghazala, G & Turky, G.. (2020). Electric and Dielectric Properties of Chalcogenide Optic Fiber Material Based Selenium. IOSR Journal of Applied Physics. 11. 51-56. 10.9790/4861-1105015156.
8. Нежданов, А. В. Структурные и оптические свойства пленок халькогенидных стеклообразных полупроводников на основе S, Se и Te // А. В. Нежданов. – Нижний Новгород: 2019. C.-162.9. Жакыпов А. и др. ИЗМЕНЕНИЯ СТРУКТУРЫ НАНОРАЗМЕРНЫХ АМОРФНЫХ ПЛЕНОК Ge2Sb2Te5< Bi> ПРИ ЛАЗЕРНОМ ОБЛУЧЕНИИ //Вестник ВКТУ. – 2022. – №. 3. – С. 104-111.
10. Блинов Л. Н., Семенча А. В. Халькогенидные стеклообразные материалы в Политехническом. – 2019.
Как было замечено раннее, необратимый компонент фотопотемнения может быть отожжен при температурах, близких к температуре стеклования. Считается, что необратимый компонент связан с термической или фотоиндуцированной полимеризацией пленки после испарения, а также с исчезновением гомополярных связей. В идеальном стекле преимущественно образуются энергетически благоприятные гетерополярные связи. Во время неравновесного процесса испарения также могут образовываться многочисленные одноатомные или гомополярные связи. Отжиг приводит к реорганизации аморфной цепи с разрывом гомополярных связей и образованием энергетически более стабильных гетерополярных связей [19].Необратимое фотопотемнение может привести как к увеличению запрещенной зоны материала, например, в стеклах на основе As, так и к ее уменьшению, как в стеклах Ge [27]. Изменение ширины запрещенной зоны происходит при разрыве гомополярных и образовании более благоприятных гетерополярных связей. Таким образом, в пленках на основе As увеличивается поглощение при воздействии лазерного излучения и происходит фотопотемнение [27]. Важно заметить, что в отожженных пленках влияние излучения всегда приводит к фотопотемнению, вне зависимости от их состава [19].Как показали работы [28] и [29] с плёнками As2S3 и As2Se3 длинноволновый край спектральной зависимости для фотопотемнения примерно совпадает со спектральной зависимостью коэффициента оптического поглощения. Таким образом, фотопотемнение возникает только тогда, когда запрещенная зона находится в состоянии возбуждения. При повышении энергии фотона рассматриваемые стекла ведут себя по-разному, фотопотемнение у As2S3 выравнивается, а у As2Se3 незначительно увеличивается.