Details

Тонкие пленки материала Ge[2]Sb[2]Te[5] (GST) характеризуются высокой скоростью фазовых превращений (< 50 нс) и оптическим контрастом (~ 30 %) между аморфной и кристаллической структурами. Распространенным способом переключения тонких пленок GST из аморфного состояния в кристаллическое и обратно является лазерное излучение. Однако реализовать обратимое переключение элементов большой площади функциональной области GST можно только в режиме сканирования поверхности импульсным лазерным пучком, что существенно увеличивает время переключения. В работе представлена конструкция для переключения функциональной микроразмерной области GST с помощью тонкопленочного резистивного нагревательного элемента. Установлено, что кристаллизация функциональной области GST размером 100x100 мкм и толщиной 30 нм в fcc-структуру происходит при протекании через нагревательный элемент одиночного электрического импульса длительностью 200 мс и амплитудой 2,1 В (~ 310 мА) или при напряжении 1,7 В и токе ~ 220 мА в DС-режиме измерений. В соответствии с выполненным компьютерным моделированием при данном электрическом воздействии область GST разогревается до температуры ~ 218 C. Полученные результаты демонстрируют возможность применения разработанной и изготовленной структуры для создания элементов энергонезависимых активных оптических и оптоэлектронных устройств, в том числе устройств отображения информации.

Thin films of the Ge[2]Sb[2]Te[5] (GST) material are characterized by high rate of phase transformations (< 50 ns) and high optical contrast (~ 30 %) between amorphous and crystalline structure. A common way to switch thin GST films from an amorphous to a crystalline state is laser radiation. However, reversible switching of elements with a large size of the GST functional area can only be achieved in the surface scanning mode with a pulsed laser beam, which significantly increases switching time. In this work, the design of the functional micro-sized GST region switching a thin-film resistive heating element is presented. It has been established that crystallization of 100x100 mum 30 nm GST functional area into fcc structure occurs when single 200 ms long electric impulse with amplitude 2.1 V (~ 310 mA), or at 1.7 V and ~ 220 mA current in DC measuring mode, flows through heating element. According to implemented computer simulation, the GST area at this electrical action heats up to ~ 218 C. The results obtained demonstrate the possibility to use the developed and fabricated structure for creation of elements of non-volatile active optical and opto-electronic devices, including information display devices.