Photo- and thermostimulated phase transformations in Ge2Sb2Se5–xTex glasses

Автор(и)

  • V. M. Kryshenik Institute of Electron Physics of the National Academy of Sciences of Ukraine, Uzhhorod 88017, Ukraine
  • S. M. Hasynets Institute of Electron Physics of the National Academy of Sciences of Ukraine, Uzhhorod 88017, Ukraine
  • Y. M. Azhniuk Institute of Electron Physics of the National Academy of Sciences of Ukraine, Uzhhorod 88017, Ukraine
  • M. J. Filep Institute of Electron Physics of the National Academy of Sciences of Ukraine, Uzhhorod 88017, Ukraine
    Ferenc Rákóczi II Transcarpathian Hungarian Institute, Berehovo
  • V. V. Lopushansky Institute of Electron Physics of the National Academy of Sciences of Ukraine, Uzhhorod 88017, Ukraine
  • O. O. Gomonnai Uzhhorod National University, Uzhhorod 88000, Ukraine
  • V. Y. Loya Institute of Electron Physics of the National Academy of Sciences of Ukraine, Uzhhorod 88017, Ukraine
  • A. V. Gomonnai Institute of Electron Physics of the National Academy of Sciences of Ukraine, Uzhhorod 88017, Ukraine

DOI (Low Temperature Physics):


https://doi.org/10.1063/10.0042178

Ключові слова:

phase-change materials, crystallization, activation energy, X-ray diffraction, Raman spectroscopy

Анотація

Досліджено кінетику прекристалізації та кристалізації у склах Ge2Sb2Se5–xTex з 0 ≤ x ≤ 1.1, синтезованих методом гартування з розплаву. Аморфну структуру виготовлених зразків підтверджено рентгеноструктурним аналізом і раманівською спектроскопією. Експериментально досліджено неізотермічну кристалізацію сплавів з використанням диференціального термічного аналізу на основі класичного методу Кісінджера. Телуровмісні зразки Ge2Sb2Se5–xTex кристалізуються в гексагональній структурі, а для Ge2Sb2Se5 (x = 0) утворюється орторомбічна фаза. Зі зростанням вмісту телуру в склах Ge2Sb2Se5–xTex температура екзотермічного кристалізаційного піка зменшується, а енергія активації Ea зростає.

Посилання

K. Tanaka and K. Shimakawa, Amorphous Chalcogenide Semiconductors and Related Materials (Springer International Poblishing, New York, 2021).https://doi.org/10.1007/978-3-030-69598-9

B. J. Eggleton, B. Luther-Davies, and K. Richardson, Nat. Photon 5, 141 (2011). https://doi.org/10.1038/nphoton.2011.309

V. M. Kryshenik, Y. M. Azhniuk, and V. S. Kovtunenko, J. Non-Cryst. Solids 512, 112 (2019). https://doi.org/10.1016/j.jnoncrysol.2019.02.019

Y. Azhniuk, V. Kryshenik, M. Rahaman, V. Loya, V. Lopushansky, A. V. Gomonnai, and D. R. T. Zahn, J. Non-Cryst. Solids 576, 121269 (2022). https://doi.org/10.1016/j.jnoncrysol.2021.121269

V. M. Kryshenik, J. Non-Cryst. Solids 585, 121528 (2022). https://doi.org/10.1016/j.jnoncrysol.2022.121528

H. Deng, D. Qi, X. Wang, Y. Liu, S. Shangguan, J. Zhang, X. Shen, X. Liu, J. Wang, and H. Zheng, Opt. Laser Technol. 159, 108953 (2023). https://doi.org/10.1016/j.optlastec.2022.108953

B. Zhang, P. Zeng, Z. Yang, D. Xia, J. Zhao, Y. Sun, Y. Huang, J. Song, J. Pan, H. Cheng, D. Chou, and Z. Li, Photonics Res. 9, 1272 (2021). https://doi.org/10.1364/PRJ.422435

M. Wuttig, H. Bhaskaran, and T. Taubner, Nat. Photon 11(8), 465 (2017). https://doi.org/10.1038/nphoton.2017.126

Q. Zhang, Y. Zhang, J. Li, R. Soref, T. Gu, and J. Hu, Opt. Lett. 43, 94 (2017). https://doi.org/10.1364/OL.43.000094

Y. Zhang, J. B. Chou, J. Li, H. Li, Q. Du, A. Yadav, S. Zhou, M. Y. Shalaginov, Z. Fang, H. Zhong, C. Roberts, P. Robinson, P. Bohlin, C. Ríos, H. Lin, M. Kang, T. Gu, J. Warner, V. Liberman, K. Richardson, and J. Hu, Nat. Commun. 10, 4279 (2019). https://doi.org/10.1038/s41467-019-12196-4

C. C. Popescu, K. Aryana, B. Mills, T. W. Lee, L. Martin-Monier, L. Ranno, J. X. B. Sia, K. P. Dao, H.-B. Bae, S. A. Vitale, M. Kang, K. Richardson, C. A. Ríos, D. Calahan, Y. Zhang, W. M. Humphreys, H. J. Kim, T. Gu, and J. Hu, Adv. Opt. Mater. 13, 2402751 (2025). https://doi.org/10.1002/adom.202402751

C. Ríos, Y. Zhang, M. Y. Shalaginov, S. Deckoff-Jones, H. Wang, S. An, H. Zhang, M. Kang, K. A. Richardson, C. Roberts, J. B. Chou, V. Liberman, S. A. Vitale, J. Kong, T. Gu, and J. Hu, Adv. Photonics Res. 2, 2000034 (2021). https://doi.org/10.1002/adpr.202000034

H. Zhang, X. Wang, and W. Zhang, Opt. Mater. Express 12, 2497 (2022). https://doi.org/10.1364/OME.462846

D. Wiedeman, R. Sharma, E. Bissell, P. Banerjee, C. Schwarz, B. Mills, J. Hu, D. Callagan, and K. A. Richardson, Opt. Mater. Express 14, 2874 (2024). https://doi.org/10.1364/OME.542387

J. He, J. Yang, H. Ma, X. Jiang, H. Yuan, and Y. Yu, Photonics 9, 320 (2022). https://doi.org/10.3390/photonics9050320

S. X. Gan, K. B. Ng, J. W. Chew, L. S. Tey, W. S. Chong, W. Y. Chong, B. T. Goh, C. K. Lai, S. Madden, D.-Y. Choi, and H. Ahmad, J. Opt. Soc. Am. B 39, 3004 (2022). https://doi.org/10.1364/JOSAB.471940

D. Sahoo and R. Naik, Mater. Res. Bull. 148, 111679 (2022). https://doi.org/10.1016/j.materresbull.2021.111679

J. Huang, B. Meng, L. Chen, X. Wang, X. Qu, M. Fan, and C. Zhou, Phys. Rev. B 106, 045416 (2022). https://doi.org/10.1103/PhysRevB.106.045416

T. Halenkovič, M. Baillieul, J. Gutwirth, P. Němec, and V. Nazabal, J. Materiomics 8, 1009 (2022). https://doi.org/10.1016/j.jmat.2022.02.013

M. Luo, X. Li, Z. Zhang, H. Ma, T. Du, X. Jiang, Z. Zhang, and J. Yang, Nanomater. 12, 2261 (2022). https://doi.org/10.3390/nano12132261

Y. Zhang, C. Ríos, M. Y. Shalaginov, M. Li, A. Majumdar, T. Gu, and J. Hu, Appl. Phys. Lett. 118, 210501 (2021). https://doi.org/10.1063/5.0054114

Z. Xu, K. Park, J. A. Schneeloch, and D. Louca, Appl. Phys. Lett. 117, 193503 (2020). https://doi.org/10.1063/5.0030956

Z. Xu, F. Restrepo, J. Zhao, U. Chatterjee, and D. Louca, AIP Adv. 13(4), 045005 (2023). https://doi.org/10.1063/5.0133981

M. Driggers and C. Rivero-Baleine, Int. J. Appl. Glass Sci. 11, 415 (2020). https://doi.org/10.1111/ijag.14560

M. Kang, R. Sharma, C. Blanco, D. Wiedeman, Q. Altemose, P. Lynch, G. B. J. Sop Tagne, Y. Zhang, M. Y. Shalaginov, C.-C. Popescu, B. M. Triplett, C. Rivero-Baleine, C. M. Schwarz, A. M. Agarwal, T. Gu, J. Hu, and K. A. Richardson, Sci. Rep. 14, 18151 (2024).
https://doi.org/10.1038/s41598-024-69045-8

H. Wang, G. Wang, D. Shi, X. Shen, Y. Lu, and Q. Nie, J. Non-Cryst. Solids 453, 108 (2016). https://doi.org/10.1016/j.jnoncrysol.2016.10.003

M. N. Kozicki, M. Mitkova, J. Zhu, and M. Park, Microelectr. Eng. 63, 155 (2002). https://doi.org/10.1016/S0167-9317(02)00631-7

J.-B. Dory, C. Castro-Chavarria, A. Verdy, J.-B. Jager, M. Bernard, C. Sabbione, M. Tessaire, J.-M. Fédéli, A. Coillet, B. Cluzel, and P. Noé, Sci. Rep. 10, 11894 (2020). https://doi.org/10.1038/s41598-020-67377-9

A. Kumar, V. Kumar, A. Romeo, C. Wiemer, and G. Mariotto, J. Phys. Chem. C 125, 19858 (2021). https://doi.org/10.1021/acs.jpcc.1c05047

R. Holomb, V. Mitsa, E. Akalin, S. Akyuz, and M. Sichka, J. Non-Cryst. Solids 373–374, 51 (2013). https://doi.org/10.1016/j.jnoncrysol.2013.04.032

Y. M. Azhniuk, A. V. Gomonnai, V. M. Kryshenik, V. V. Lopushansky, V. Y. Loya, I. M. Voynarovych, and D. R. T. Zahn, Mater. Today Proc. 62, 5759 (2022). https://doi.org/10.1016/j.matpr.2022.02.653

M. Olivier, J. C. Tchahame, P. Němec, M. Chauvet, V. Besse, C. Cassagne, G. Boudebs, G. Renversez, R. Boidin, E. Baudet, and V. Nazabal, Opt. Mater. Expr. 4, 525 (2014). https://doi.org/10.1364/OME.4.000525

E. M. Vinod, K. Ramesh, and K. S. Sangunni, Sci. Rep. 5, 8050 (2015). https://doi.org/10.1038/srep08050

S. A. Vitale, P. Miller, P. Robinson, C. Roberts, V. Liberman, Q. Du, Y. Zhang, C.-C. Popescu, M. Y. Shalaginov, M. Kang, K. A. Richardson, T. Gu, C. Ríos, and J. Hu, Adv. Photonics Res. 3, 2200202 (2022). https://doi.org/10.1002/adpr.202200202

Q. Zheng, Y. Zhang, M. Montazerian, O. Gulbiten, J. C. Mauro, E. D. Zanotto, and Y. Yue, Chem. Rev. 119, 7848 (2019). https://doi.org/10.1021/acs.chemrev.8b00510

J. Deubener, M. Montazerian, S. Krüger, O. Peitl, and E. D. Zanotto, J. Non-Cryst. Solids 474, 1 (2017). https://doi.org/10.1016/j.jnoncrysol.2017.07.019

J. Orava and A. L. Greer, Acta Mater. 139, 226 (2017). https://doi.org/10.1016/j.actamat.2017.08.013

B. S. Lee, R. M. Shelby, S. Raoux, C. T. Retter, G. W. Burr, S. N. Bogle, K. Darmawikarta, S. G. Bishop, and J. R. Abelson, J. Appl. Phys. 115, 063506 (2014). https://doi.org/10.1063/1.4865295

W. Zhang, H. Zhang, S. Sun, X. Wang, Z. Lu, X. Wang, J.-J. Wang, C. Jia, C.-F. Schön, R. Mazzarello, E. Ma, and M. Wuttig, Adv. Sci. 10, 2300901 (2023). https://doi.org/10.1002/advs.202300901

T. H. Lee and S. R. Elliott, Adv. Mater. 32(28), 2000340 (2020). https://doi.org/10.1002/adma.202000340

H. E. Kissinger, Anal. Chem. 29, 1702 (1957). https://doi.org/10.1021/ac60131a045

D. Brandová, R. Svoboda, Z. O. Zmrhalová, J. Chovanec, R. Bulánek, and J. Romanová, and J. Therm. Anal. Calorim. 134, 825 (2018).https://doi.org/10.1007/s10973-018-7078-1

V. M. Kryshenik, S. M. Hasynets, A. M. Solomon, V. Y. Loya, V. V. Lopushansky, V. M. Rubish, and A. V. Gomonnai, Low Temp. Phys. 51, 88 (2025) [Fiz. Nyzk. Temp. 51, 96 (2025)]. https://doi.org/10.1063/10.0034651

H. Parnell, D. Furniss, Z. Tang, N. C. Neate, T. M. Benson, and A. B. Seddon, J. Am. Ceram. Soc. 101, 208 (2018). https://doi.org/10.1111/jace.15212

J. Barták, P. Koštál, V. Podzemná, J. Shánělová, and J. Málek, J. Phys. Chem. B 120, 7998 (2016). https://doi.org/10.1021/acs.jpcb.6b05455

R. Svoboda, P. Bezdička, J. Gutwirth, and J. Málek, Mater. Res. Bull. 61, 207 (2014). https://doi.org/10.1016/j.materresbull.2014.10.032

R. Svoboda and J. Málek, J. Therm. Anal. Calorim. 117, 1073 (2014). https://doi.org/10.1007/s10973-014-3910-4

R. Svoboda and J. Málek, J. Alloys Compd. 627, 287 (2015). https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2014.12.007

W. H. Wei, L. Fang, X. Shen, and R. P. Wang, Phys. Status Solidi B 250, 59 (2013). https://doi.org/10.1002/pssb.201248284

H. Wang, T. Guo, Y. Xue, S. Lv, D. Yao, Z. Zhou, S. Song, and Z. Song, Mater. Lett. 254, 182 (2019). https://doi.org/10.1016/j.matlet.2019.07.031

E. Rahier, S. Ran, R. N. Ramond, S. Ma, L. Calmels, S. Saha, C. Mocuta, D. Benoit, Y. Le Friec, M. A. Luong, and A. Claverie, ACS Appl. Electron. Mater. 4, 2682 (2022). https://doi.org/10.1021/acsaelm.2c00038

A. Anderson, A. Sanders, and W. Smith, J. Raman Spectrosc. 31, 403 (2000).
https://doi.org/10.1002/1097-4555(200005)31:5<403::AID-JRS529>3.0.CO;2-K

M. Tatsumisago, S.-K. Lee, T. Minami, and Y. Kowada, J. Non-Cryst. Solids 177, 154 (1994). https://doi.org/10.1016/0022-3093(94)90525-8

R. Kaindl, D. M. Többens, S. Penner, T. Bielz, S. Soisuwan, and B. Klötzer, Phys. Chem. Minerals 39, 47 (2012).
https://doi.org/10.1007/s00269-011-0458-8

G. Mestl, P. Ruiz, B. Delmon, and H. Knözinger, J. Phys. Chem. 98, 11276 (1994). https://doi.org/10.1021/j100095a008

P. Makreski, G. Petruševski, S. Ugarković, and G. Jovanovski, Vibr. Spectrosc. 68, 177 (2013). https://doi.org/10.1016/j.vibspec.2013.07.007

Yu. M. Azhniuk, D. Solonenko, V. Yu. Loya, V. M. Kryshenik, V. V. Lopushansky, A. Mukherjee, A. V. Gomonnai, and D. R. T. Zahn, Mater. Res. Expr. 6, 095913 (2019). https://doi.org/10.1088/2053-1591/ab3241

Y. M. Azhniuk, V. V. Lopushansky, Y. I. Hutych, M. V. Prymak, A. V. Gomonnai, and D. R. T. Zahn, Phys. Status Solidi B 248, 674 (2011). https://doi.org/10.1002/pssb.201046112

F. J. Manjón, S. Gallego-Parra, P. Rodríguez-Hernández, A. Muñoz, C. Drasar, V. Muñoz-Sanjosé, and O. Oeckler, J. Mater. Chem. C 9 6277 (2021). https://doi.org/10.1039/D1TC00980J

Downloads

Опубліковано

2026-01-04

Як цитувати

(1)
V. M. Kryshenik, S. M. Hasynets, Y. M. Azhniuk, M. J. Filep, V. V. Lopushansky, O. O. Gomonnai, V. Y. Loya, and A. V. Gomonnai, Photo- and thermostimulated phase transformations in Ge2Sb2Se5–xTex glasses , Low Temp. Phys. 52, (2026) [Fiz. Nyzk. Temp. 52, 115–123, (2026)] DOI: https://doi.org/10.1063/10.0042178.

Номер

Том 52 № 1 (2026)

Розділ

Статті

Завантаження

Дані завантаження ще не доступні.