Crystallization of amorphous N-doped Ge-rich GST layers deposited on a polycrystalline GST template - Archive ouverte HAL Accéder directement au contenu
Article Dans Une Revue physica status solidi (RRL) - Rapid Research Letters Année : 2024

Crystallization of amorphous N-doped Ge-rich GST layers deposited on a polycrystalline GST template

Cristallisation de couches GST amorphes dopées au N et riches en Ge déposées sur un modèle GST polycristallin

Minh Anh Luong
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Sijia Ran
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  • PersonId : 1338997
Alain Claverie

Résumé

We report on a detailed experimental study of the crystallization of amorphous N-doped Ge-rich GST layers (GGSTN) when in contact with a polycrystalline GST template. By combining in situ annealing in the TEM and ex situ chemical analysis, we show that, as observed in many materials, the layer in contact with the crystalline template crystallizes at a lower temperature than needed for bulk crystallization. At surprise, this characteristic is not due to the solid phase epitaxy of the GGSTN on the crystalline GST template but to a decrease of the Ge content in the GGSTN layer. Indeed, during annealing, Ge diffuses from the amorphous layer into the crystalline GST layer where it gets trapped and forms grains which grow, eventually leading to the formation of a pure crystalline Ge layer. As a result of this Ge depletion, the thermal budget necessary to drive the phase separation limiting the crystallization of the remaining GGSTN alloy is smaller.
Nous rapportons une étude expérimentale détaillée de la cristallisation de couches GST amorphes dopées au N et riches en Ge (GGSTN) lorsqu'elles sont en contact avec un modèle GST polycristallin. En combinant le recuit in situ dans le TEM et l'analyse chimique ex situ, nous montrons que, comme observé dans de nombreux matériaux, la couche en contact avec le modèle cristallin cristallise à une température inférieure à celle nécessaire à la cristallisation globale. Étonnamment, cette caractéristique n'est pas due à l'épitaxie en phase solide du GGSTN sur la matrice cristalline GST mais à une diminution de la teneur en Ge dans la couche GGSTN. En effet, lors du recuit, le Ge diffuse de la couche amorphe vers la couche cristalline de GST où il est piégé et forme des grains qui se développent, conduisant finalement à la formation d'une couche de Ge cristalline pure. En raison de cet appauvrissement en Ge, le budget thermique nécessaire pour entraîner la séparation de phases limitant la cristallisation de l'alliage GGSTN restant est plus petit.
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Origine Fichiers produits par l'(les) auteur(s)

Dates et versions

hal-04407700 , version 1 (21-01-2024)

Identifiants

  • HAL Id : hal-04407700 , version 1

Citer

Minh Anh Luong, Eloïse Rahier, Sijia Ran, Alain Claverie. Crystallization of amorphous N-doped Ge-rich GST layers deposited on a polycrystalline GST template. physica status solidi (RRL) - Rapid Research Letters, In press. ⟨hal-04407700⟩
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