Investigations of binary and ternary phase change alloys for future memory applications

• Untersuchungen von binären und ternären Phasenwechsellegierungen für zukünftige Speicheranwendungen

Rausch, Pascal; Wuttig, Matthias (Thesis advisor)

Aachen : Publikationsserver der RWTH Aachen University (2012, 2013)
Doktorarbeit

Aachen, Techn. Hochsch., Diss., 2012

Kurzfassung

Das Verständnis von Phasenwechselmaterialien ist von großer Wichtigkeit, da es hierdurch möglich wird Vorhersagen über die Eigenschaften dieser Legierungen zu treffen. Ziel muss es sein bessere Legierungen maßzuschneidern um zukünftigen Anforderungen begegnen zu können. In der vorliegenden Arbeit wurden zwei Aspekte beleuchtet: Zum einen wird die Legierung In3Sb1Te2 untersucht, zum anderen wird das Problem des sogenannten Widerstandsdrifts in den Ge-Sn-Te Phasenwechselmaterialien betrachtet. Der Hauptteil der Arbeit beschäftigt sich mit der ternären Legierung In3Sb1Te2. Auf den ersten Blick passt diese Legierung nicht zu den etablierten Konzepten die von Phasenwechsellegierungen bekannt sind. Beispielsweise ist die Existenz einer Resonanzbindung in der kristallinen Phase nicht offensichtlich und die Anzahl der p-Elektronen ist, verglichen mit anderen Phasenwechsellegierungen, sehr niedrig. Desweiteren werden amorphe Phasenwechsellegierungen mit hohem Indium Gehalt für gewöhnlich in der Literatur nur wenig diskutiert. Eine Ausnahme ist die kürzlich veröffentlichte Arbeit von Spreafico et al über InGeTe2. Zum ersten Mal wird in dieser Arbeit eine komplette Beschreibung der In3Sb1Te2 Legierung für die kristalline Phase, die amorphe Phase sowie den Kristallisationsprozess selbst gegeben. Zusätzlich wird In3Sb1Te2 mit Legierungen wie Ge2Sb2Te5/ GeTe und AgInTe2 und InTe verglichen. Der zweite Teil dieser Arbeit behandelt das Problem der Widerstandsdrift, d.h. dem Anstieg des amorphen Widerstandes durch Alterungsprozesse. Dieser Drift-Effekt behindert die Einführung von Multi-Level-Phasenwechselspeichern in kommerzielle Produkte. Kürzlich wurde in unserer Arbeitsgruppe eine systematische Abnahme des Drift Koeffizienten mit der Stöchiometrie von GeTe über Ge3Sn1Te4 nach Ge2Sn2Te4 beobachtet. Diese Legierungen werden in der vorliegenden Arbeit mit Hinblick auf die sogenannte Constraint Theorie untersucht.

Einrichtungen

• Fachgruppe Physik [130000]
• Lehrstuhl für Experimentalphysik I A und I. Physikalisches Institut [131110]