Structural, vibrational and electronic properties in the glass-crystal transition of thin films Sb70Te30 doped with Sn

Autores
Bilovol, Vitaliy; Fontana, María Clara; Rocca, Javier Alejandro; Medina Chanduvi, Hugo Harold; Mudarra Navarro, Azucena Marisol; Gil Rebaza, Arles Víctor; Errico, Leonardo Antonio; Liang, Yuehwei; Errandonea, D.; Ureña, María Andrea
Año de publicación
2020
Idioma
inglés
Tipo de recurso
artículo
Estado
versión publicada
Descripción
Antimony-telluride based phase-change materials doped with Sn have been proposed to be ideal materials for improving the performance of phase-change memories. It is well known that Sb70Te30 thin films show a sharp fall in the electrical resistance in a narrow temperature range when heating. Therefore, it is interesting to study the effect of adding Sn into this composition. In this work, undoped and Sn-doped Sb?Te thin films of composition Snx[Sb0.70Te0.30]100-x, with x = 0.0, 2.5, 5.0 and 7.5 at. %, have been obtained by pulsed laser deposition. Their electrical resistance has been measured while heating from room temperature to 650 K. A sharp fall in the electrical resistance, associated to the glass-crystal transition, has been detected in all the samples within a narrow temperature range. The onset temperature of this transformation increases with the Sn content. Both as-obtained and thermally-treated films have been structurally characterized by X-ray and by Raman spectroscopy. We have compared the results among these compositions in terms of the identified crystallization products, transformation onset temperatures, transformation temperature ranges and amorphous/crystallized electrical resistance ratio. We have found that the frequency of the Raman modes decreases with Sn-doping. Finally, in order to study the electronic structure and to determine the band gap, the frequencies of the allowed Raman modes and the vibration directions of the Sb70Te30 compound, Density Functional Theory based ab initio calculations have been performed as a function of the Sn concentration.
Fil: Bilovol, Vitaliy. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ingeniería. Departamento de Física. Laboratorio de Sólidos Amorfos; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Tecnologías y Ciencias de la Ingeniería "Hilario Fernández Long". Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ingeniería. Instituto de Tecnologías y Ciencias de la Ingeniería "Hilario Fernández Long"; Argentina
Fil: Fontana, María Clara. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Tecnologías y Ciencias de la Ingeniería "Hilario Fernández Long". Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ingeniería. Instituto de Tecnologías y Ciencias de la Ingeniería "Hilario Fernández Long"; Argentina. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ingeniería. Departamento de Física. Laboratorio de Sólidos Amorfos; Argentina
Fil: Rocca, Javier Alejandro. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Tecnologías y Ciencias de la Ingeniería "Hilario Fernández Long". Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ingeniería. Instituto de Tecnologías y Ciencias de la Ingeniería "Hilario Fernández Long"; Argentina. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ingeniería. Departamento de Física. Laboratorio de Sólidos Amorfos; Argentina
Fil: Medina Chanduvi, Hugo Harold. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Instituto de Física La Plata. Universidad Nacional de La Plata. Facultad de Ciencias Exactas. Instituto de Física La Plata; Argentina
Fil: Mudarra Navarro, Azucena Marisol. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Instituto de Física La Plata. Universidad Nacional de La Plata. Facultad de Ciencias Exactas. Instituto de Física La Plata; Argentina
Fil: Gil Rebaza, Arles Víctor. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Instituto de Física La Plata. Universidad Nacional de La Plata. Facultad de Ciencias Exactas. Instituto de Física La Plata; Argentina
Fil: Errico, Leonardo Antonio. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Instituto de Física La Plata. Universidad Nacional de La Plata. Facultad de Ciencias Exactas. Instituto de Física La Plata; Argentina
Fil: Liang, Yuehwei. Universidad de Valencia; España
Fil: Errandonea, D.. Universidad Politécnica de Valencia. Instituto de Tecnología de Materiales; España
Fil: Ureña, María Andrea. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ingeniería. Departamento de Física. Laboratorio de Sólidos Amorfos; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Tecnologías y Ciencias de la Ingeniería "Hilario Fernández Long". Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ingeniería. Instituto de Tecnologías y Ciencias de la Ingeniería "Hilario Fernández Long"; Argentina
Materia
Chalcogenide glasses
Non-volatile memories
Raman spectroscopy
DFT
Nivel de accesibilidad
acceso abierto
Condiciones de uso
https://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/2.5/ar/
Repositorio
CONICET Digital (CONICET)
Institución
Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas
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In this work, undoped and Sn-doped Sb?Te thin films of composition Snx[Sb0.70Te0.30]100-x, with x = 0.0, 2.5, 5.0 and 7.5 at. %, have been obtained by pulsed laser deposition. Their electrical resistance has been measured while heating from room temperature to 650 K. A sharp fall in the electrical resistance, associated to the glass-crystal transition, has been detected in all the samples within a narrow temperature range. The onset temperature of this transformation increases with the Sn content. Both as-obtained and thermally-treated films have been structurally characterized by X-ray and by Raman spectroscopy. We have compared the results among these compositions in terms of the identified crystallization products, transformation onset temperatures, transformation temperature ranges and amorphous/crystallized electrical resistance ratio. We have found that the frequency of the Raman modes decreases with Sn-doping. 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Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ingeniería. Instituto de Tecnologías y Ciencias de la Ingeniería "Hilario Fernández Long"; Argentina. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ingeniería. Departamento de Física. Laboratorio de Sólidos Amorfos; ArgentinaFil: Rocca, Javier Alejandro. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Tecnologías y Ciencias de la Ingeniería "Hilario Fernández Long". Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ingeniería. Instituto de Tecnologías y Ciencias de la Ingeniería "Hilario Fernández Long"; Argentina. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ingeniería. Departamento de Física. Laboratorio de Sólidos Amorfos; ArgentinaFil: Medina Chanduvi, Hugo Harold. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Instituto de Física La Plata. Universidad Nacional de La Plata. Facultad de Ciencias Exactas. 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Instituto de Tecnologías y Ciencias de la Ingeniería "Hilario Fernández Long"; ArgentinaElsevier Science SA2020-07info:eu-repo/semantics/articleinfo:eu-repo/semantics/publishedVersionhttp://purl.org/coar/resource_type/c_6501info:ar-repo/semantics/articuloapplication/pdfapplication/pdfhttp://hdl.handle.net/11336/238985Bilovol, Vitaliy; Fontana, María Clara; Rocca, Javier Alejandro; Medina Chanduvi, Hugo Harold; Mudarra Navarro, Azucena Marisol; et al.; Structural, vibrational and electronic properties in the glass-crystal transition of thin films Sb70Te30 doped with Sn; Elsevier Science SA; Journal of Alloys and Compounds; 845; 7-2020; 1-300925-8388CONICET DigitalCONICETenginfo:eu-repo/semantics/altIdentifier/url/https://linkinghub.elsevier.com/retrieve/pii/S0925838820326712info:eu-repo/semantics/altIdentifier/doi/10.1016/j.jallcom.2020.156307info:eu-repo/semantics/openAccesshttps://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/2.5/ar/reponame:CONICET Digital (CONICET)instname:Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas2025-09-29T10:10:16Zoai:ri.conicet.gov.ar:11336/238985instacron:CONICETInstitucionalhttp://ri.conicet.gov.ar/Organismo científico-tecnológicoNo correspondehttp://ri.conicet.gov.ar/oai/requestdasensio@conicet.gov.ar; lcarlino@conicet.gov.arArgentinaNo correspondeNo correspondeNo correspondeopendoar:34982025-09-29 10:10:16.396CONICET Digital (CONICET) - Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicasfalse
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Fil: Bilovol, Vitaliy. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ingeniería. Departamento de Física. Laboratorio de Sólidos Amorfos; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Tecnologías y Ciencias de la Ingeniería "Hilario Fernández Long". Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ingeniería. Instituto de Tecnologías y Ciencias de la Ingeniería "Hilario Fernández Long"; Argentina
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