Promotie dhr. G. Eising: Crystallization phenomena in germanium antimony phase-change films

Promotie: dhr. G. Eising

Proefschrift: Crystallization phenomena in germanium antimony phase-change films

Promotor(s): prof.dr.ir. B.J. Kooi

Faculteit: Wiskunde en Natuurwetenschappen

Materiaalonderzoek voor nieuwe geheugens

Phase-changematerialen worden momenteel op grote schaal toegepast in herschrijfbare DVD's en Blu-rays. Hierbij wordt het verschil in optisch contrast tussen de meta-stabiele amorfe fase en stabiele kristallijne fase gebruikt om binair data op te slaan. Naast het optische contrast is er ook een sterk contrast in elektrische weerstand tussen de twee fasen. Dit wordt gebruikt om een elektrisch geheugen te maken dat op termijn flashgeheugen kan vervangen.

In zijn proefschrift beschrijft Gert Eising onderzoek naar de kristalgroeieigenschappen van germanium-antimoonlegeringen. Dat zijn typische phase-changematerialen. Met behulp van een optische hogesnelheidscamera volgde hij de kristalgroei op een directe manier. Door de compositie van de legering met enkele atoomprocenten aan te passen kon een sterke verandering in groeisnelheden en activeringsenergieën bij isotherme metingen worden waargenomen. Door de temperatuur verder te verhogen werd aangetoond dat het veelal aangenomen Arrheniusverband niet meer geldt op hogere temperaturen.

Het aanbrengen van externe spanningen in het phase-change films resulteerde in het versnellen of afremmen van de groei. Bovendien is de kristalgroeirichting te sturen door anisotrope spanningen te induceren. Door de verschillen in elektrische eigenschappen tussen de twee fasen te onderzoeken is aangetoond dat er aan het grensvlak van de kristallijne en amorfe fase een Schottky barrière aanwezig is met een bijbehorend potentiaalverschil.

Naast de experimentele studies is kristalnucleatie, in het bijzonder het groei- en vervalgedrag van clusters met een kritieke grootte, bestudeerd met behulp van computersimulaties.

Gert Eising (Meppel, 1986) studeerde Applied Physics in Groningen. Het onderzoek werd uitgevoerd bij het Zernike Institute for Advanced Materials en gefinancierd door FOM en M2i.