Диссертация

Диссертация посвящена исследованию структурных, оптических и электрофизических свойств тонких пленок Ge2Sb2Te5 (GST225), подвергшихся фемтосекундному лазерному облучению. При определенных плотностях энергии и числе лазерных импульсов наблюдается формирование лазерно-индуцированных поверхностных периодических структур (ЛИППС) в виде решеток с периодами, близкими к длине волны структурирующего излучения, или островковых пленок/кластеров с субволновыми периодами. В первом случае возникновение ЛИППС характеризуется кристаллизацией GST225, качественно и количественно объясняется фотоиндуцированной генерацией поверхностных плазмон-поляритонов; во втором – происходит в результате плавления и термокапиллярного переноса вещества с последующей реаморфизацией тонкой пленки. Наблюдаемые фазовые переходы подтверждаются с помощью численных расчетов в рамках двухтемпературной модели с учетом фотовозбуждения свободных носителей заряда.

Спектры отражения света с ортогональными поляризациями характеризуются контрастом до 4% в диапазоне длин волн 900–1900 нм для облученных пленок GST225. Результаты численного моделирования показывают, что это может быть обусловлено чередованием аморфной и кристаллической фаз в ЛИППС. В диапазоне температур 200–400 К проводимость в плоскости пленки вдоль полос сканирования лазерным пучком в облученной области GST225 на 1–5 порядков больше, чем в ортогональном направлении, за счет возникновения закристаллизованных каналов с высокой электропроводностью внутри данных полос и наличия аморфных необлученных областей между ними.

Полученные результаты могут быть использованы для последующей разработки элементов перестраиваемой (реконфигурируемой) фотоники и перезаписываемых носителей информации на основе тонких пленок GST225.