Исследование энергетических и временных параметров фазовых переходов в халькогенидном соединении Ge2Sb2Te5 тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 01.04.10, кандидат физико-математических наук Митрофанов, Кирилл Валентинович

• Митрофанов, Кирилл Валентинович
• кандидат физико-математических наук
• 2012

Оглавление диссертации кандидат физико-математических наук Митрофанов, Кирилл Валентинович

Введение

Глава 1. Современные запоминающие устройства. Фазовая память

1Л Типы элементов памяти

1.2 Принципы работы элементов фазовой памяти

1.2.1 Материал активной области устройств фазовой памяти

1.2.2 Физические процессы, лежащие в основе фазовой памяти

1.3 Устройства фазовой памяти 41 Выводы по главе

Глава 2. Разработка теоретических моделей тепловых процессов, протекающих под действием лазерного излучения в образцах на основе Ое28Ь2Те

2.1 Обоснование необходимости теоретического моделирования тепловых процессов в структурах на основе халькогенидных пленок, взаимодействующих с оптическим излучением

2.2 Исходные конструкции образцов и их параметры, необходимые для моделирования

2.3 Моделирование тепловых процессов, происходящих в структурах на основе халькогенидных пленок под действием оптического излучения

2.4 Компьютерное моделирование распределения температуры в структурах на основе халькогенидных пленок при взаимодействии их с оптическим излучением с помощью метода конечных элементов

Выводы по главе

Глава 3. Исследование фазовых переходов в халькогенидном соединении состава Се28Ь2Те5 с помощью оптических методов

3.1 Анализ результатов спектроскопии комбинационного рассеяния

3.2 Определение параметров ближнего порядка структур Ое28Ь2Те5 методами СПТСРП и ОТСРП (ЕХАББ и ХАШ8)

3.3 Определение оптического показателя преломления и коэффициента поглощения

3.4 Анализ результатов экспериментальных исследований с помощью метода «static tester» 107 Выводы по главе

Глава 4. Разработка принципов построения элемента памяти на основе халькогенидного соединения состава Ge2Sb2Te

4.1 Особенности вольтамперных характеристик исследуемых структур

4.2 Расчет мощности электрических управляющих сигналов

4.3 Анализ результатов исследований топологии и распределения тока по поверхности халькогенидной пленки 144 Выводы по главе

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Исследование энергетических и временных параметров фазовых переходов в халькогенидном соединении Ge2Sb2Te5»

В настоящее время одним из важных направлений развития электроники и наноэлектроники является создание новых и улучшение параметров уже существующих элементов памяти. Наиболее перспективным направлением в данной области является улучшение их основных характеристик: плотности записи информации, быстродействия, энергопотребления и стоимости. Одним из наиболее перспективных типов среди современных запоминающих элементов являются устройства оптической (CD-, DVD- и В lue-Ray-диски) и электрической (Samsung) памяти на основе изменения фазового состояния вещества (фазовая память). В качестве материала активной области данных устройств широко применяется халькогенидное полупроводниковое соединение Ge2Sb2Te5.

Принцип работы элемента фазовой памяти на основе указанного вещества заключается в использовании различий в электрическом сопротивлении (или значениях оптических параметров) аморфного и кристаллического состояний материала, получаемых в результате фазовых переходов (процесс перезаписи), происходящих при приложении внешнего оптического или электрического воздействия.

Вид и параметры внешнего воздействия (мощность и длительность) влияют на время фазовых переходов и свойства активных областей материала (площадь, электрическое сопротивление), от чего зависят плотность перезаписи и быстродействие элемента фазовой памяти. В свете этого выбор халькогенидного соединения Ge2Sb2Te5 в качестве материала активной области устройства фазовой памяти опирается на совокупность его свойств, влияющих на параметры работы устройства памяти на его основе: минимальный линейный размер области фазового перехода составляет ~10 нм, что в 3+4 раза меньше, чем у элементарной ячейки современных элементов памяти (например полупроводниковая, или «флэш-память»); способность к быстрым (время кристаллизации менее 30 не) и обратимым переходам между 4 аморфным и кристаллическим кубическим состоянием; низкая температура кристаллизации (13(Н190°С); различие в удельном электрическом сопротивлении между аморфным и кристаллическим кубическим фазовым состоянием на 3-ь4 порядка.

Указанные характеристики зависят от параметров ближнего порядка халькогенидного соединения Ое28Ь2Те5, наличия в нем примесей, способа его получения, а также от особенностей конструкции структур на его основе. Поэтому выявление их влияния на фазовые переходы позволяет не только расширить теоретические представления о протекании сопутствующих им физических процессов, но и определить пути улучшения характеристик устройств фазовой памяти с помощью подбора особенностей используемых структур и параметров прилагаемого внешнего управляющего оптического или электрического воздействия.

Применение оригинальных конструкторско-технологических решений в совокупности с характеристиками халькогенидного соединения Ое28Ь2Те5 обеспечивают преимущества запоминающих устройств на его основе по сравнению с другими типами. Для оптической фазовой памяти - это высокое быстродействие (400 Мб/с), обусловленное высокой скоростью вращения оптического диска при малом времени перезаписи ячейки. Однако она обладает недостатком - низкой плотностью записи (2,5 Гб/см2), ограничиваемой площадью лазерного луча, используемого в процессе перезаписи. Преимуществами электрической фазовой памяти по сравнению с аналогами являются малая площадь элементарной ячейки (вплоть до 100 нм2) и высокое быстродействие (640 Мб/с), однако данный тип памяти имеет низкий показатель надежности при перезаписи.

Исследование физических процессов, сопровождающих фазовые переходы в структурах на основе халькогенидного соединения Ое28Ь2Те5, позволяет расширить представления об особенностях работы элементов фазовой памяти в зависимости от параметров управляющих сигналов и выработать рекомендации по улучшению их характеристик. 5

Цель и задачи диссертационной работы

Цель работы - исследование физических процессов, сопровождающих фазовые переходы в структурах халькогенидного соединения Ое28Ь2Те5, для выработки рекомендаций, позволяющих увеличить быстродействие и плотность записи устройств оптической и электрической фазовой памяти.

Поставленная цель вызвала необходимость решения следующих задач.

1. Анализ принципов работы современных запоминающих устройств и фазовой памяти на основе халькогенидного соединения Ое28Ь2Те5.

2. Установление взаимосвязи мощности электрических и оптических управляющих сигналов, приводящих к фазовым переходам в халькогенидном соединении Ое28Ь2Те5, и конструктивных особенностей образцов.

3. Выявление факторов (мощность управляющих сигналов, наличие кислорода в приповерхностном слое активной области), влияющих на время фазовых переходов, определяющих быстродействие устройств оптической фазовой памяти на основе халькогенидного соединения Ое28Ь2Те5.

4. Исследование влияния материала, формы и диаметра острия электрического зонда (кантилевера) на объем активной области фазового перехода, ограничивающий плотность записи устройств электрической памяти на основе халькогенидного соединения Се28Ь2Те5.

5. Разработка рекомендаций по повышению быстродействия и плотности записи устройств оптической и электрической фазовой памяти с использованием халькогенидного соединения Ое28Ь2Те5 на основе полученных в работе теоретических и экспериментальных результатов.

На защиту выносятся следующие положения и результаты.

1. Разработана методика определения уровня мощности лазерного излучения, которая основана на расчете температуры материала в момент перехода халькогенидного соединения Ое28Ь2Те5 из аморфного состояния в кристаллическое, по спектрам комбинационного рассеяния света экспериментальных образцов.

2. Установлено, что основной причиной, влияющей на скорость фазового перехода, является наличие кислорода, приводящее к образованию в приповерхностном слое Ge2Sb2Te5 связей Ge-O, которое вызывает изменение длины связей Ge-Ge и Ge-Te в кристаллической ячейке.

3. Применение защитной пленки из окиси кремния, предотвращающее проникновение кислорода, обеспечивает уменьшение времени перехода (с 65 до 7 не) халькогенидного соединения Ge2Sb2Te5 из аморфного состояния в кристаллическое под действием лазерного излучения с длиной волны 650 нм при мощности 32 мВт.

4. Разработаны принципы построения устройства памяти, заключающиеся в совместном использовании халькогенидного соединения Ge2Sb2Te5 и массива из 4096 зондов (кантилеверов), управляемых с помощью микроэлектромеханического элемента, что обеспечивает значительное (в 3 - 5 раз) повышение плотности записи (до 300 Гб/см2) и быстродействия (до 80 Гб/с).

Научная новизна работы состоит в следующем.

1. Предложен способ определения мощности лазерного излучения, приводящего к фазовым переходам в халькогенидных пленках Ge2Sb2Te5 из аморфного состояния в кристаллическое с кубической структурой и из кристаллического с кубической структурой в кристаллическое с гексагональной структурой, основанный на обработке результатов исследования образцов методом спектроскопии комбинационного рассеяния света.

2. Впервые экспериментально показано, что кислород, присутствующий на поверхности халькогенидного соединения Ge2Sb2Te5 взаимодействует с атомами Ge в приповерхностном слое, что приводит к изменению длины химических связей Ge-Te и Ge-Ge (искажению кристаллической ячейки).

3. Предложены математические соотношения, устанавливающие связь между интенсивностью комбинационного рассеяния света в пленках халькогенидного соединения Ge2Sb2Te5 и их температурой, что позволяет выбрать необходимые параметры управляющих сигналов.

4. Установлено влияние материала и формы зонда на переход халько-генидного соединения Ое28Ь2Те5 из высокоомного состояния в низкоомное (от 210 Ом-м до 2,2 Ом-м), происходящий под действием электрических управляющих сигналов.

Практическая значимость работы

1. Полученная в работе зависимость мощности лазерного излучения, приводящего к фазовым переходам из аморфного состояния в кристаллическое с кубической структурой и из кристаллического с кубической структурой в кристаллическое с гексагональной структурой в халькогенидных пленках Ое28Ь2Те5 с нижним металлическим контактным слоем, от толщины халькогенидной пленки позволяет определять необходимую мощность управляющих сигналов в устройствах оптической фазовой памяти с учетом их конструктивных особенностей.

2. Применение пленки оксида кремния толщиной 270 нм в качестве защитного слоя пленки халькогенидного соединения Ое28Ь2Те5 обеспечивает достижение максимального уменьшения времени фазового перехода из аморфного состояния активной области в кристаллическое (с 65 не до 7 не), возникающего под действием лазерного излучения с длиной волны 650 нм и мощностью 32 мВт.

3. Разработанная модель тепловых процессов, протекающих в пленках халькогенидного соединения Ое28Ь2Те5 при воздействии на них лазерного излучения, позволяет оптимизировать мощность управляющих сигналов в устройствах оптической фазовой памяти с учетом влияния теплопроводности материала нижнего контактного слоя и его толщины.

4. Использование параллельной работы зондов и уменьшение диаметра их острия в устройстве памяти на основе пленок халькогенидного соединения Ое28Ь2Те5 и массива зондов, управляемых с помощью микроэлектромеханического элемента, приводят к увеличению плотности записи (до 300 Гб/см2) и быстродействия (до 80 Г б/с) устройства.

Достоверность результатов исследований обеспечивается использованием общепринятых физических законов; проведением экспериментальных исследований на сертифицированном научном оборудовании; близкими значениями результатов, полученных с применением независимых методов: атомно-силовой микроскопии, спектроскопии комбинационного рассеяния, спектроскопии анизотропного отражения; совпадением прогнозируемых и расчетных значений времени фазового перехода в исследуемых структурах.

Личный вклад автора

Результаты, выносимые на защиту и составляющие научную новизну диссертационной работы, получены автором лично на кафедре биомедицинской и полупроводниковой электроники РГРТУ, а также в ходе научно-исследовательских стажировок на факультете переподготовки Санкт-Петербургского государственного электротехнического университета «ЛЭ-ТИ» им. В.И. Ульянова (Ленина), в лабораториях Физико-технического института им. Иоффе РАН, Российского государственного педагогического университета им. Герцена, в научно-исследовательском центре «AIST» (г. Тсукуба, Япония) и на синхротроне «Spring-8» (Япония).

Все исследования с применением методов атомно-силовой микроскопии, спектроскопии протяженной тонкой структуры рентгеновского поглощения и околопороговой тонкой структуры рентгеновского поглощения, рентгенофлуоресцентного анализа, разработка модели тепловых процессов, расчет значения температур фазовых переходов, длины химических связей и электрического сопротивления зондов проведены непосредственно автором настоящей работы.

Апробация работы

Основные результаты диссертационной работы докладывались и обсуждались на VI и VII международных конференциях «Аморфные и микрокристаллические полупроводники» (г. Санкт-Петербург, 2008, 2010), XIII международной научно-технической конференции студентов и аспирантов «Радиоэлектроника, электротехника и энергетика» (г. Москва, 2007), III между9 народной конференции «Физика электронных материалов - ФИЭМ'08» (г. Калуга, 2008), I, II и III Всероссийских школах-семинарах студентов, аспирантов и молодых ученых по направлению «Наноматериалы», (г. Рязань, 2008, 2009, 2010), I и II Всероссийских школах-семинарах студентов, аспирантов и молодых ученых по направлению «Наноинженерия» (г. Москва, г. Калуга, 2008, 2009), 9-й школе молодых ученых «Физические проблемы на-ноэлектроники, нанотехнологий и микросистем» (Ульяновск, 2009), XI и XIII международных конференциях «Опто-, наноэлектроника, нанотехнологии и микросистемы» (г. Ульяновск, 2009, 2011), XII и XIV научных молодежных школах по твердотельной электронике «Физика и технология микро- и нано-систем» (г. Санкт-Петербург, 2009, 2011), Всероссийской конференции с элементами школы для молодежи «Актуальные проблемы развития нано-, микро- и оптоэлектроники» (г. Рязань, 2010), школе молодых ученых «Современные проблемы наноэлектроники, нанотехнологий, микро- и наноси-стем» (г. Ульяновск, 2010), Всероссийской школе-семинаре студентов, аспирантов и молодых ученых по направлению «Диагностика наноматериалов и наноструктур» (г. Рязань, 2011).

Публикации

Основные научные результаты диссертации опубликованы в 23 научных работах, включая 4 статьи в журналах из списка ВАК, 1 статью в сборнике научных трудов РГРТУ, 18 тезисов докладов на российских и международных конференциях, и 6 отчетах НИР.

Внедрение результатов

Полученные экспериментальные результаты использованы при подготовке отчетов о НИР 9-06Г, 3-09Г, 6-09Г, 13-09Г, 15-11 и 26-09, а также в учебном процессе РГРТУ: в лекционных материалах курса «Физические принципы создания, анализа и применения наносистем» по направлению 210100 «Электроника и наноэлектроника».

Структура диссертации

Диссертация состоит из введения, четырех глав и заключения, содержит 183 страницы машинописного текста, включая 18 таблиц, 78 рисунков, 70 формул и список литературы из 128 наименований.

Заключение диссертации по теме «Физика полупроводников», Митрофанов, Кирилл Валентинович

Основные результаты и выводы

1. Показана перспективность устройств электрической и оптической памяти на основе изменения фазового состояния вещества с использованием халькогенидного соединения Ое28Ь2Те5 в качестве материала активной области.

2. Разработана модель тепловых процессов в структурах на основе халькогенидного соединения Ое28Ь2Те5 при воздействии лазерного излучения, в которой учитываются свойства материалов слоев и их толщина. С помощью модели и математических соотношений, лежащих в ее основе, рассчитана мощность управляющих оптических сигналов, приводящих к нагреву халькогенидного материала до температуры фазового перехода.

3. Для решения системы дифференциальных уравнений с частными производными, лежащей в основе предложенной модели, применен метод конечных элементов, что позволило рассчитать время (10 не), в течение которого структура на основе халькогенидного соединения Ое28Ь2Те5 под действием лазерного излучения нагревается до температуры, соответствующей фазовому переходу.

4. Предложен метод определения мощности лазерного излучения, приводящего к фазовым переходам в халькогенидных пленках Ое28Ь2Те5, который основан на обработке результатов экспериментального исследования образцов методом спектроскопии комбинационного рассеяния света, позволяющей определять температуру материала в момент приложения воздействия лазерного излучения. Данный метод является неразрушающим и позволяет учитывать конструктивные особенности используемых структур: наличие дополнительных функциональных слоев, их толщину и расположение, а также толщину халькогенидной пленки.

5. Выявлено, что в приповерхностном слое исследуемых халькогенидных пленок, не имеющих защитного слоя, происходит окисление компонентов материала, которое влияет на его ближний порядок в

167 расположении атомов материала (с помощью метода околопороговой тонкой структуры рентгеновского поглощения показано наличие связей ве-О в приповерхностном слое халькогенидного соединения Ое28Ь2Те5), и на особенности протекания в нем фазовых переходов, происходящих под действием лазерного излучения.

6. Экспериментально выявлен рост времени фазового перехода для окисленных пленок на 58±1 не, что отрицательно сказывается на быстродействии устройств фазовой памяти, для увеличения которой требуется не допускать окисления компонентов материала активной области.

7. С помощью метода регистрации изменения коэффициента пропускания халькогенидной пленки при воздействии на нее лазерного излучения, что является показателем фазового состояния материала, установлено: применение пленки оксида кремния толщиной 270 нм в качестве защитного слоя халькогенидного соединения Ое28Ь2Те5 позволяет уменьшить время фазового перехода из аморфного состояния активной области в кристаллическое (до 7 не), возникающего под действием лазерного излучения с длиной волны 650 нм и мощностью 32 мВт.

8. На основании измерений В АХ халькогенидных структур показано, что наименьшее значение толщины, при котором были получены воспроизводимые результаты изменения электрического сопротивления, равно 100 нм. Это связано с тем, что при меньших значениях толщины поверхность пленки имеет островковую структуру.

9. Выявлено решающее влияние материала зонда, используемого для переключения структуры на основе халькогенидного материала из высокоомного состояния в низкоомное (от 210 Ом-м до 2,2 Ом-м), на теплоотвод, который уменьшается при использовании зондов с низкой теплопроводностью материала и малыми значениями угла при конусообразном острие. В ходе работы использовалны вольфрамовые зонды с теплопроводностью, равной 173 Вт/(м-К) и конусообразной формой острия с углом при вершине, равным 2,8°.

10. На основе проведенных теоретических и экспериментальных исследований предложена конструкция элемента памяти с использованием активной области на основе халькогенидного соединения Се28Ь2Те5 и массива из 4096 зондов, управляемых при помощи микроэлектромеханического элемента, позволяющая достигнуть плотность записи -300 Гб/см2 и быстродействия -80 Гб/с.

Список литературы диссертационного исследования кандидат физико-математических наук Митрофанов, Кирилл Валентинович, 2012 год

1. Крайзмер Л.П. Запоминающие устройства. Издание второе, переработанное и дополненное. M.-JL: Энергия, 1965. - 114 с.

2. Брик Е.А. Постоянные запоминающие устройства цифровых машин. -Л.: Энергия, 1969.-96 с.

3. Таненбаум Э.С. Архитектура компьютера. 5-е изд. СПб.: Питер. 2007. - 844 с.

4. Организация и проектирование подсистем хранения информации в автоматизированных системах переработки данных: Учебное пособие для вузов / В. В. Спиридонов. Л.: СЗПИ, 1984. - 80 с.

5. Hayes В. Terabyte territory // American scientist. 2002. Vol. 90. №3. P. 212.

6. Parkin S.S.P., Hayashi M., Thomas L. Current-controlled magnetic domainwall nanowire shift register // Science. 2008. Vol. 320. P. 209 211.

7. Касперски К. Техника оптимизации программ. Эффективное использование памяти. СПб.: БХВ-Петербург, 2003. - 560 с.

8. Петров А. Флэш-память: физика, применение и перспективы // Наука и жизнь. 2008. №3. С. 38-39.

9. Gritsenko V.A., Nasyrov К.А., Novikov Yu.N., Aseev A.L. High-permittivity-insulator EEPROM cell using A1203 and Zr02 // Russian microelectronics. 2003. Vol. 32. № 2. P.69 74.

10. Kim J. A space-efficient flash translation layer for compact flash systems / J. Kim, J.M. Kim, S.H. Noh, S.L. Min et al. // Consumer electronics. IEEE transactions. 2002. Vol. 48. № 2. P. 366-375.

11. Авачёв А.П., Митрофанов K.B. Применение наноматериалов в наноэлектронике // Труды I Всероссийской школы-семинара студентов, аспирантов и молодых ученых по направлению «Наноматериалы». Рязань. 2008. С. 16-17.

12. Вихарев Л.А. Перспективные технологии производства памяти. Современное состояние. М.: Издательство Файнстрит, 2006. - 73 с.

13. Raoux S., Jordan-Sweet J.L., Kellock A.J. Crystallization properties of ultrathin phase change films // Journal of applied physics. 2008. Vol. 103. P. 114310 -114313.

14. Raoux S. Phase change materials and their application to random access memory technology / S. Raoux, R.M. Shelby, J. Jordan-Sweet et al. // Microelectronic engineering. 2008. Vol. 85. P. 2330 2333.

15. Meinders E.R., Mijiritskii A.V., Pieterson L., Wuttig M. Optical data storage phase-change media and recording. Berlin: Springer, 2006. - 180 p.

16. Yamada N. Erasable Phase Change Optical Materials // Materials research society Bulletin. 1996. Vol. 21. №. 9. P. 48.

17. Абрикосов H.X., Данилова-Добрякова Г.Т. Исследование диаграммы состояния Sb2Te3-GeTe // Неорганические материалы. 1965. Т. 1. № 2. С. 204 -208.

18. Legendre В., Hancheng В., Bordas S., Clavaguera-Mora М.Т. Phase diagram of the ternary system Ge-Sb-Te // Thermochimica acta. 1984. Vol. 78. P. 141 157.

19. Косяков В.И. Топология фазовой диаграммы Ge-Sb-Te / В.И. Косяков, В.А. Шестаков, JI.E. Шелимова, Ф.А. Кузнецов и др. // Неорганические материалы. 2000. Т. 36. № 10. С. 1196 1209.

20. Petrov I.I., Imamov R.M., Pinsker Z.G. Electronographic determination of the structures of Ge2Sb2Te5 and GeSl^Tey // Soviet physics crystallography. 1968. Vol. 13. P. 339-344.

21. Kooi B.J, De Hosson J. Th. M. Electron diffraction and high-resolution electron microscopy of the high temperature crystal structures of GexSb2Te(3+X) (x=l,2,3) phase change material // Journal of applied physics. 2002. Vol. 92. № 7. P. 3584-3590.

22. Matsunaga T., Yamada N., Kubota Y. Structures of stable and metastable Ge2Sb2Te5, and intermetallic compound in GeTe-Sb2Te3 pseudobinary systems // Acta Crystallographica. 2004. Sect. B-60. P. 685 691.

23. Sun Z., Zhou J., Ahuja R. Unique amorphous structure of Ge2Sb2Te5 alloy // Physical review letters. 2006. Vol. 96. № 5. P. 055507.

24. Nonaka T. Crystal structure of GeTe and Ge2Sb2Te5 meta-stable phase // Thin solid films. 2000. Vol. 370. № 1. P. 258 261.

25. Park Y.J. Crystal structure and atomic arrangement of the metastable Ge2Sb2Te5 thin films deposited on Si02/Si substrates by sputtering method // Journal of applied physics. 2005. Vol. 97. P. 093506.

26. Matsunaga T. Structural characteristics of GeTe-rich GeTe-Sb2Te3 pseudobinary metastable crystals / T. Matsunaga, H. Morita, R. Kojima et al. // Journal of applied physics. 2008. Vol. 9. P. 093511.

27. Matsunaga T. Structures of stable and metastable Ge2Bi2Te5, an intermetallic compound in a GeTe-BiTe3 pseudobinary system / T. Matsunaga, R. Kojima, N. Yamada et al. // Acta crystallographica. 2007. Vol. 63. № 3. P. 346 352.

28. Kolobov A.V. Understanding the phase-change mechanism of rewritable optical media A.V. Kolobov, P. Fons, A.I. Frenkel, A.L. Ankudinov et al. // Nature materials. 2004. Vol. 3. P. 703 708.

29. Da Silva J.L.F., Walsh A., Wei S., Lee H. Atomistic origins of the phase transition mechanism in Ge2Sb2Te5 // Journal of applied physics. 2009. № 106. P. 113509.

30. Akola J. Experimentally constrained density-functional calculations of the amorphous structure of the prototypical phase-change material Ge2Sb2Te5 / J. Akola, R.O. Jones, S. Kohara et al. // Physical review. 2009. Vol. B 80. P. 020201-1 -020201-4.

31. Lencer D. A map for phase-change materials / D. Lencer, M. Salinga, B. Grabowski et al. // Nature materials. 2008. Vol. 7. № 12. P. 972 977.

32. Paesler M.A. EXAFS study of local order in the amorphous chalcogenide semiconductor Ge2Sb2Te5 / M.A. Paesler, D.A. Baker, G. Lucovsky et al. // The journal of physical chemistry. Solids. 2007. Vol. 68. № 5-6. P. 873 877.

33. Welnic W. Unravelling the interplay of local structure and physical properties in phase-change materials / W. Welnic, A. Pamungkas, R. Detemple et al. // Nature Materials. 2005. Vol. 5. № 1. p. 56 62.

34. Kolobov A.V. Local structure of Ge-Sb-Te and its modification upon the phase transition / A.V. Kolobov, P. Fons, J. Tominaga et al. // Journal of ovonic research. 2005. Vol. 1. P.21 24.

35. Jovari P. Local order in amorphous Ge2Sb2Te5 and GeSb2Te4 / P. Jovari, I. Kaban, J. Steiner et al. // Physical review. 2006. Vol. 77. № 3. P. 035202.

36. Wang K. Influence of Sn doping upon the phase change characteristics of Ge2Sb2Te5 / K. Wang, D. Wamwangi, S. Ziegler et al. // Physica status solidi. 2004. Vol. 201. №. 14. P. 3087 3095.

37. Wang C. // Investigation of GeTe/Ge2Sb2Te5 Nanocomposite multilayer films for phase-change memory applications / C. Wang, J. Zhai, S. Song et al. // Electrochemical and solid-state letters. 2011. Vol. 14 № 7. P. H258 H260.

38. Kolobov A.V. Local structure of Ge-Sb-Te and its modification upon the phase transition / A.V. Kolobov, P. Fons, J. Tominaga et al. // Journal of ovonic research. 2005. Vol. 1. №. 1. P. 21 24.

39. Казакова Л.П. Электронные явления в халькогенидных стеклообразных полупроводниках // Л.П. Казакова, Э.А. Лебедев, Э.А. Сморгонская и др.; под ред. К.Д. Цэндина СПб.: Наука, 1996, - 485 с.

40. Глебов А.С, Петров И.М. Физика и применение токовой неустойчивости в стеклообразных полупроводниках. Рязань.: Узоречье, 2000. -256 с.

41. Neale R.G., Nelson D.L., Moore G.E. Nonvolatile and reprogrammable, the read-mostly memory is here // Electronics. 1970. Vol. 43. P. 56 60.

42. Козюхин C.A., Шерченков A.A. Перспективы применения халькогенидных сплавов в элементах фазовой памяти // Приложение к журналу «Вестник РГРТУ». 2009. № 4. Рязань. С. 81 87.

43. Sie С.Н. Chalcogenide glass bistable resistivity (Ovonic) memories / C.H. Sie, A.V. Pohm, P. Uttecht et al. // IEEE transitions on magnetics. 1970. Vol. 6. № 3. P. 592.

44. Kado H., Tohda T. Nanometer-scale erasable recording using atomic force microscope on phase change media // Japanese journal of applied physics. 1997. Vol. 36. P. 523 -525.

45. Meinders E.R., Mijiritskii A.V., van Pieterson L., Wtittig M. Optical data storage phase-change media and recording. Berlin: Springer, 2006. - 173 c.

46. Narahara T. Optical disc system for digital video recording / T. Narahara, S. Kobayashi, M. Hattori et al. // Japanese journal of applied physics. 2000.Vol. 39. Part 1.№2B. P. 912-919.

47. Lacaita A.L., Ielmini D. Reliability issues and scaling projections for phase change non volatile memories // IEEE transactions on electron devices. 2007. Vol. 54. P. 157- 160.

48. Vettiger P. Thousands of microcantilevers for highly parallel and ultradense data storage / P. Vettiger, T. Albrecht, M. Despont et al. // Proc. IEEE international electron devices meeting. 2003.Vol. 32. P. 1 4.

49. Eleftheriou E. Millipede A MEMS-based scanning-probe data-storage system / E. Eleftheriou, T. Antonakopoulos, G.K. Binnig et al. // IEEE transactions on magnetics. 2003. Vol. 39. №. 2. P. 938.

50. Simpson R.E. Interfacial phase-change memory / R.E. Simpson, P. Fons, A.V. Kolobov et al. //Nature nanotechnology. 2011. Vol. 6. P. 501 505.

51. Jang M.H. Phase change behavior in oxygen-incorporated Ge2Sb2Te5 films / M.H. Jang, S.J. Park, D.H. Lim et al. // Applied physics letters. 2009. Vol. 95. P. 012102-1 -012102-3.

52. Pirovano A. Scaling analysis of phase-change memory technology / A. Pirovano, A.L. Lacaita, A. Benvenuti et al.// IEEE International electron devices meeting. 2003. Vol. 32. № 10. P. 29.6.1 29.6.4.

53. Ландсберг Г.С. Оптика. Учеб. пособие для вузов. М.: Физматлит, 2003.-848 с.

54. Ковалев A.A., Жвавый С.П., Зыков Г.Л. Динамика лазерно-индуцированных фазовых переходов в теллуриде кадмия // Физика и техника полупроводников. 2005. Т. 39. № 11. С. 1345 1349.

55. Жвавый С.П., Зыков Г.Л. Численное моделирование динамики фазовых переходов в CdTe, инициируемых наносекундным излучением эксимерного лазера // Физика и техника полупроводников. 2006. Т. 40. № 6. С. 652-655.

56. Во L., Нао R., Fu-Xi G., Bomy С. Crystallization of Ge2Sb2Te5 phase-change optical disk media // Chinese physics. 2002. Vol. 11. № 3. P. 293 297.

57. Krbal M. Temperature independence of pressure-induced amorphization of the phase-change memory alloy Ge2Sb2Te5 / M. Krbal, A.V. Kolobov, J. Haines et al. // Applied physics letters. 2008. Vol. 93. P. 031918-1 -031918-3.

58. Reifenberg J.P. Thickness and stoichiometry dependence of the thermal conductivity of GeSbTe Films / J.P. Reifenberg, M.A. Panzer, S. Kim et al. // Applied physics letters. 2007. Vol. 91. P. 111904- 111906.

59. Lankhorst M. H. R., Ketelaars B. W. S. M. M., Wolters R. A. M. Low-cost and nanoscale non-volatile memory concept for future silicon chips // Nature materials. 2005. Vol. 4. № 4. P. 347 352.

60. Sherchenkov A.A., Kozyukhin S.A., Gorshkova E.V. Transformations in phase-change memory material during thermal cycling // The journal of optoelectronics and advanced materials. 2009. Vol. 11. № 1. P. 26 33.

61. Wright C.D., Armand M., Aziz M.M. Terabit-per-square-inch data storage using phase-change media and scanning electrical nanoprobes // IEEE Transactions on nanotechnology. 2006. Vol. 5. № 1. P. 50-61.

62. Reifenberg J.P. Thickness and stoichiometry dependence of the thermal conductivity of GeSbTe films / J.P. Reifenberg, M.A. Panzer, S. Kim et al. // Applied physics letters. 2007. Vol. 91. № 111904-1 111904-1.

63. Strand D. Optical routers based on ovonic phase change materials / D. Strand, D.V. Tsu, R. Miller et al. // EPCOS, Grenoble. 2006. P. 1 7.

64. Armand M., Wright C.D., Aziz M.M., Senkader S. Electro-thermal process for probe storage on phase-change media // Optical data storage. 2003. P. 1 8.

65. Богословский H.A., Цэндин К.Д. Динамика оптической записи информации на тонких слоях халькогенидных стеклообразных полупроводников // Письма в журнал технической физики. 2007. Т. 33. № 12. С. 1-8.

66. Лебедев Э.А., Цэндин К.Д. Фазовые переходы, происходящие в халькогенидных стеклообразных полупроводниках при воздействии на них импульсами электрического поля и лазерного излучения // Физика и техника полупроводников. 1998. Т. 32. № 8. С. 939 943.

67. Митрофанов К.В. Создание наноразмерных элементов памяти на основе халькогенидных стеклообразных полупроводников // Труды III Всероссийской школы-семинара студентов, аспирантов и молодых ученых по направлению «Наноматериалы», Рязань. 2010. С. 124 127.

68. Satoh Н., Sugawara К., Tanaka К. Nanoscale phase changes in crystalline Ge2Sb2Te5 films using scanning probe microscopes // Journal of applied physics. 2006. Vol. 99. P. 024306-1 024306-1.

69. Bo L. Raman spectra and XPS studies of phase changes in Ge2Sb2Te5 films / L. Bo, S. Zhi-Tang, Z. Ting et al. // Chinese physics. 2004. Vol. 13. № 11. P. 1947 -1950.

70. Nemec P. Ge-Sb-Te thin films deposited by pulsed laser: An ellipsometry and raman scattering spectroscopy study / P. Nemec, A. Moreac, V. Nazabal et al. // Journal of applied physics. 2009. Vol. 106. P. 103509-1 103509-7.

71. Akola J., Jones R.O. Structural phase transitions on the nanoscale: the crucial pattern in the phase-change materials Ge2Sb2Te5 and GeTe // Physical review. 2007. Vol. В 76. № 23. P. 235201-1 235201-10.

72. Braun W. Epitaxy of Ge-Sb-Te phase-change memory alloys / W. Braun, R. Shayduk, T. Flissikowski et al. // Applied physics letters. 2009. Vol. 94. P. 041902-1 -041902-3.

73. Hayes J. M. Raman scattering in GaN, A1N and AlGaN: basic matherial properties, processing and devices / PhD thesis: Bristol, 2002. 150 p.

74. Качко A.C., Ваховский B.H., Володин B.A. Ангармонизм фононов в кремнии: исследование методом спектроскопии комбинационного рассеяния света // Вестник НГУ. 2010. Серия: Физика. Т. 5 № 1. С. 48 55.

75. Володин В. А. Комбинационное рассеяние света в массивах нанообъектов кремния и арсенида галлия / Дисс. канд. физ.-мат. наук: Новосибирск, 1999. 180 с.

76. Авачев А.П. Фазовые переходы в тонких пленках халькогенидов Ge2Sb2Te5 по данным комбинационного рассеяния света / А.П. Авачев, С.П. Вихров, Н.В. Вишняков и др. // Физика и техника полупроводников. 2012. Т. 46. №5. С. 609-612.

77. Kim. Y. Change in electrical resistance and thermal stability of nitrogen incorporated Ge2Sb2Te5 films / Y. Kim., U. Hwang, Y.J. Cho et al. // Applied physics letters. 2007. Vol. 90. P. 021908-1 021908-3.

78. Calvin S. EXAFS is not a black box // X-Ray absorption spectroscopy summer school. SSRL, SLAC national accelerator laboratory. USA, 2008. P. 41.

79. Choi Y., Lee Y. Double electrical percolation phenomenon during the crystallization of an amorphous Ge2Sb2Te5 thin film under continuous heating // Applied physics letters. 2010. Vol. 96. P. 041910-1 041910-3.

80. Wei S. Phase change characteristics of aluminum doped Ge2Sb2Te5 films prepared by magnetron sputtering / S. Wei, J. Li, X. Wu et al. // Optics express. 2007. Vol. 15. № 17. P. 10584 10590.

81. Coombs J. H., Jongenelis A. P. J. M., van Es-Spiekman W., Jacobs B. A. J. Laser-induced crystallization phenomena in GeTe-based alloys. I. Characterization of nucleation and growth // Journal of applied physics. 1995. Vol. 78. № 8. P. 4906 -4917.

82. Weidenhof V., Friedrich I., Ziegler S., Wuttig M. Laser induced crystallization of amorphous Ge2Sb2Te5 films // Journal of applied physics. 2001. Vol. 89. №6. P. 3168-3176.

83. Wang K. Influence of Bi doping upon the phase change characteristics of Ge2Sb2Te5 / K. Wang, D. Wamwangi, S. Ziegler et al. // Journal of applied physics. 2004. Vol. 96. № 9. P. 1 6.

84. Wang К. Effect of indium doping on Ge2Sb2Te5 thin films for phase-change optical storage / K. Wang, C. Steimer, D. Wamwangi et al. // Applied physics. 2005. Vol. A 80. P. 1611 1616.

85. Wamwangi D., Detemple R., Woeltgens H.-W., Wuttig M. Identifying Au-based Те alloys for optical data storage // Journal of applied physics. 2004. Vol. 95. № 12. P. 7567 7572.

86. Adler D., Shur M.S., Silver M., Ovshinsky S.R. Threshold switching in chalcogenide-glass thin films // Journal of applied physics. 1980. Vol. 51. P. 3289 -3309.

87. Ridley B.K. Specific negative resistance in solids // Proceedings of the physical society. 1963. Vol. 82. P. 954.

88. Вихров С.П. Инверсия типа проводимости и транспортные свойства неупорядоченных халькогенидных полупроводников / Дисс. докт. физ.-мат. наук: Рязань, 1987. 500 с.

89. Лебедев Э.А., Козюхин С.А., Константинова Н.Н., Казакова Л.П. Проводимость слоев халькогенидного стеклообразного полупроводника Ge2Sb2Te5 в сильных электрических полях // Физика и техника полупроводников. 2009. Т. 43. № 10. С. 1383 1386.

90. Вихров С.П., Вишняков Н.В., Садофьев Ю.Г. и др. // Отчет о НИР 307Г / Рук. Вихров С.П., № Госрегистрации 01200701842 Рязань. 2008. 73 с.

91. Вихров С.П., Вишняков Н.В., Мишустин В.Г. Физические процессы в барьерных структурах на основе неупорядоченных полупроводников: Учебное пособие. Рязань: Рязанская государственная радиотехническая академия, 2005. - 72 с.

92. Родерик Э.Х. Контакты металл полупроводник: Пер. с англ./Под ред. Г.В. Степанова. - М.: Радио и связь, 1982. 208 с.

93. Физико-химические свойства полупроводниковых веществ. Справочник. -М.: Наука, 1979. 340 с.

94. Pirovano A., Lacaita A.L., Benvenuti A. Electronic switching in phase change memories // IEEE Transactions on electron devices. 2004. Vol. 53. P. 452 -459.

95. Fritzsche H. Why are chalcogenide glasses the materials of choice for Ovonic switching devices? // Journal of physics and chemistry of solids. 2007. Vol. 68. P. 878-882.

96. Qiao В. Study of Ge2Sb2Te5 film for nonvolatile memory medium / B. Qiao, Y. Lai, J. Feng et al. // Journal of materials sciences and technology. 2005. Vol. 21. № l.P. 95-99.

97. Qiao B. Improvement of electrical properties of the Ge2Sb2Te5 film by doping Si for phase-change random access memory / B. Qiao, Y. Lai, J. Feng et al. // Chinese physics letters. 2006. Vol. 23. № 1. P. 172 174.

98. Lee D. Formation of Ge2Sb2Te5-TiOx nanostructures for phase change random access memory applications / D. Lee, S. Yim, H. Lyeo et al. // Electrochemical and solid-state letters. 2010. Vol. 13. № 2. P. K8 K11.

99. Savransky S. D. Model of conductivity transition in amorphous chalcogenides induced by auger recombination // Journal of ovonic research. 2005. Vol. 1. № 2. P. 25-30.

100. Morales-Sincheza E., Gonzailez-Hermnndeza J., Prokhorova E. Glassy transformation and structural change in Ge2Sb2Te5 studied by impedance measurements // Journal of optoelectronics and advanced materials. 2001. Vol. 3. № 2. P. 333 -336.

101. Костылев С.А. Формирование и исчезновение электрической неустойчивости в стеклообразных пленках халькогенидов // Аморфные полупроводники 78: Сб. докл. межд. конф., Падрубице. 1978. С. 581 - 584.

102. Вихров С.П. Разработка фундаментальных основ зондовых нанотехнологий и методов исследований наноразмерных объектов // Отчет о НИР 6-09Г / Рук. Вихров С.П., № Госрегистрации 01.2.00 901001. Рязань. 2011. 16 с.

103. Papandreou N. Drift-tolerant multilevel phase-change memory / N. Papandreou, H. Pozidis, T. Mittelholzer et al. // 3rd IEEE international memory workshop (IMW). 2011. P. 1 4.

104. Phase change random access memories: final report: IST-2001-32557 / CEA-LETI (Commissariat á l'energie atomique), 2004. 38 p.

105. Lee S. Accelerating in-page logging with non-volatile memory / S. Lee, B. Moon, C. Park et al. // IEEE data engineering bulletin. 2010. P. 41 47.

106. Tominaga J., Simpson R., Fons P., Kolobov A. Phase change metamaterial and device characteristics // European phase change and ovonics symposium. 2010. P. 1 6.

107. Pantazi A. Control of MEMS-based scanning-probe data storage device . A. Pantazi, A. Sebastian, G. Cherubini et al. // IEEE transactions on control systems technology. 2007. Vol. 15. № 5. P. 824 841.1. К1!1. Дубков М.В.2012 г.

108. Директор РЦЗМкп к.т.н., доцент1. Н.В. Вишняков