Evidencia de oxidación superficial en películas delgadas de composición SnSb2Te4 obtenidas por ablación láser

V. BILOVOL; M.A. UREÑA; M. FONTANA; J.ROCCA

Jornada; 1er Jornada Interdisciplinaria de Aplicaciones de Fenómenos de Superficie (JIAFES 2019); 2019

Las películas delgadas de materiales calcogenuros son ampliamente estudiadas debido a sus potenciales aplicaciones tecnológicas. Una de ellas es como material sensible en memorias no volátiles del tipo PCM (Phase Change Memories). En esta aplicación los materiales calcogenuros, tales como aleaciones GeSb2Te4 [1], exhiben transformaciones de fase rápidas y reversibles (conmutación) entre los estados cristalino y amorfo con propiedades de transporte eléctrico bien diferenciadas. Con el objetivo de mejorar las propiedades de conmutación, se ha reemplazado el Ge por Sn [2] y se comenzó a estudiar la aleación SnSb2Te4.Para ello se fabricaron blancos de SnSb2Te4 fundiendo los elementos constituyentes puros en una ampolla de cuarzo en vacío. Se fabricaron películas delgadas de espesores 50, 100 y 150 nm a partir de dicho blancos mediante la técnica de ablación láser (Pulsed Laser Deposition, PLD). El estudio de la estructura de las películas obtenidas se realizó por difracción de rayos X (DRX) en incidencia rasante y espectroscopía Mössbauer con sonda de 119mSn en modo back scattering (BKS). Esta última, por ser una técnica de baja penetración en el material, permite estudiar el entorno de los átomos de Sn más próximos a la superficie de las películas. La caracterización mediante DRX del blanco de SnSb2Te4 con geometría de Bragg-Brentano revela una estructura cúbica de empaquetamiento compacto compleja (R-3m) estable como se espera a priori [3]. Sin embargo, con la caracterización de las películas delgadas en incidencia rasante se observa una estructura (Fm-3m) (fase metaestable) [4].Por Mössbauer BKS de las películas, se observa la presencia de Sn(II), propio de la fase metaestable, pero la contribución dominante es del Sn(IV), relacionada con el SnO2. A medida que aumenta el espesor de las películas disminuye la contribución del Sn(IV) indicando que la oxidación ha sido superficial.Palabras Claves: calcogenuros, memorias PCM, películas delgadas, oxidación superficial.REFERENCIAS[1]Rocca, J., García, J. L., Ureña, M. A., Fontana, M., & Arcondo, B. (2019). Temperature Dependence of Electrical Resistance in Ge-Sb-Te Thin Films. Materials Research, 22(2).[2]Xu, J. A., Rao, F., Song, Z., Xia, M., Peng, C., Gu, Y,. & Feng, S. (2011). High speed phase change memory based on SnTe-doped Ge2Sb2Te5 material. Electrochemical and Solid-State Letters, 15(3), H59-H61.[3]Oeckler, O., Schneider, M. N., Fahrnbauer, F., & Vaughan, G. (2011). Atom distribution in SnSb2Te4 by resonant X-ray diffraction. Solid State Sciences, 13(5), 1157-1161.[4]Matsunaga, T., & Yamada, N. (2004). Structural investigation of GeSb2Te4: A high-speed phase-change material. Physical Review B, 69(10), 104111.