相变材料Ge_(2)Sb_(2)Te_(5)的X射线辐照致变效应研究

摘要

相变材料Ge_(2)Sb_(2)Te_(5)由于其独特的光学和电学性质,在光学记录、数据存储等方面具有广泛的应用。在航空航天、安检扫描等一些特定环境中,X射线辐照会使得相变材料发生结构和性能的变化,研究Ge_(2)Sb_(2)Te_(5)在X射线辐照下的结构变化就非常必要。对Si衬底上50 nm厚的Ge_(2)Sb_(2)Te_(5)薄膜材料采用X射线进行不同时间的照射,并利用高分辨率X射线光电子能谱(X-ray Photoelectron Spectroscopy,XPS)分析了Ge_(2)Sb_(2)Te_(5)的化学形态以及结构的变化。结果表明:随辐照时间的增加,Ge_(2)Sb_(2)Te_(5)薄膜材料中各元素化学状态及键合方式发生了改变,被氧化的程度也逐渐增强,表现为GeO_2的XPS峰强度增强,Sb_(2)O_(3)、TeO_2分别转变为更高金属价态氧化物Sb_(2)O_(5)和TeO_(3)。研究还确定了Ge_(2)Sb_(2)Te_(5)的极限照射时间为9 h,长时间的辐照作用,使得材料表面受到严重破坏,形成大量孔洞。通过研究Ge_(2)Sb_(2)Te_(5)在X射线辐照下的结构变化,为Ge_(2)Sb_(2)Te_(5)相变材料和器件的抗辐照机制及辐射加固技术的研究提供参考。