Structure and reconfiguration of epitaxial GeTe/Sb₂Te₃ superlattices

Nieuwe inzichten in opto-elektronisch materiaal

Materialen die bestaan uit gemengde GeTe/Sb2Te3 legeringen zijn misschien niet zo bekend, maar ze zitten in herschrijfbare DVD en Blue-Ray schijfjes. Ze vertonen namelijk opto-elektronische eigenschappen die te schakelen zijn via de overgang tussen amorfe en kristallijne fasen. Er vindt ook verder onderzoek plaats naar andere geheugen- en fotonische toepassingen. Zo is recent aangetoond dat nanostructurering van deze legeringen door GeTe en Sb2Te3 in de vorm van superroosters te laten groeien de prestaties van de resulterende phase-change geheugens aanzienlijk verbetert.

Ondanks deze vooruitgang zijn de oorsprong van de verbetering en het gedetailleerde schakelmechanisme nog niet begrepen. Vandaar dat Jamo Momand onderzoek deed naar de groei en karakterisatie van dergelijke superroosters. Met behulp van voornamelijk transmissie-elektronenmicroscopie analyseerde hij de gedetailleerde kristalstructuur van dergelijke multilagen en verklaarde deze in termen van de elektronische binding van de legeringen.

Verder heeft Momand in zijn proefschrift verschillende schakelmechanismen van superrooster phase-change geheugens in de literatuur besproken en aangetoond dat ze inconsistent zijn met de feitelijke structuur van de lagen. Bovendien kon hij aantonen dat GeTe/Sb2Te3 superroosters een interessant platform kunnen zijn om gemengde GeTe/Sb2Te3 legeringen te bestuderen door in detail de thermische reconfiguratie ervan in kaart te brengen.

Ten slotte bespreekt Momand de groei van dunne lagen met speciale aandacht voor de substraat-film interface. Over het algemeen werpen de resultaten licht op de structuur en het schakelmechanisme van GeTe/Sb2Te3 superrooster phase-change geheugens en illustreren paden voor de groei van vergelijkbare materialen voor ferro-elektrische, spintronische en thermo-elektrische toepassingen.

Het promotieonderzoek van Jamo Momand vond plaats bij de afdeling Nanostructured Materials and Interfaces van het Zernike Institute for Advanced Materials met financiering uit het EU FP7 project PASTRY.

Proefschrift: http://hdl.handle.net/11370/bc31de31-519b-4472-a25d-444fff03295c