Исследование кристаллизации тонких пленок сплава GST под действием лазерного излучения ультракороткой длительности

В работе представлены результаты исследования динамики электрического сопротивления и коэффициентов оптического пропускания и отражения тонких пленок сплава Ge2Sb2Te5 (GST) при кристаллизации под действием серии фемтосекундных лазерных импульсов. Показано, что для управления фазовым состоянием пленки воздействием ультракоротких лазерных импульсов является многоимпульсный режим, что связано с высокой стохастичностью кристаллизации GST. Экспериментально продемонстрировано, что для пленок толщиной более 100 нм наиболее точное управление долей кристаллической фазой обеспечивается при плотностях энергии от 10 до 20 мДж/см2. Время переключения электрических характеристик составляет не более 100 нс, что связано с образованием токопроводящих путей в материале пленки. Динамика оптических свойств позволяет выделить два временных участка. Резкий скачок может быть объяснен как ростом концентрации носителей заряда, так и процессом рекалесценции и перестеклования. Медленная релаксация объясняется формированием кристаллической фазы (нуклеация и рост кристаллитов). Важным результатом является экспериментальное обнаружение следов новой кристаллической фазы (простая кубическая фаза). Образование данной фазы связано как перестройкой атомной структуры, так и с опустошением и особенностями формирования химических связей за счет взаимодействия электронов с излучением ультракороткой длительности.