Transformación de fase inducida por estímulos eléctricos en películas delgadas de Sb-Te

N. A. ACOSTA; M. FONTANA; J. A. ROCCA; F. GOLMAR; M. A. UREÑA

Congreso; 105ª Reunión Nacional de la Asociación Física Argentina; 2020

Asociación Física Argentina

Los vidrios calcogenuros se encuentran entre los materiales promisorios para la fabricación de memorias novolátiles. Estos materiales presentan el fenómeno de realizar un cambio de fase inducido por un pulso eléctricoy pasar de una estructura amorfa a una cristalina disminuyendo en varios órdenes de magnitud su resistenciaeléctrica (phase change materials, PCM). Este proceso puede revertirse volviendo al estado amorfo y permitiendoası́ el ciclado de la memoria.En trabajos previos se obtuvieron pelı́culas delgadas de composición Sb 70 T e 30 mediante la técnica de ablaciónláser a partir de blancos de la misma composición producidos en el laboratorio. Tanto los blancos como las pelı́cu-las recién depositadas fueron caracterizadas por difracción de rayos X (DRX). Las pelı́culas obtenidas resultaronamorfas con trazas cristalinas. Se midió la resistencia de las pelı́culas en función de la temperatura (desde ambientehasta 240 ◦ C) mediante calentamientos continuos con una velocidad aproximada de 4 ◦ C/min. Se observó unadisminución abrupta de resistencia alrededor de 170 ◦ C. Mediante DRX se observó que esta variación era acom-pañada por la cristalización masiva de la muestra.En este trabajo, se realizaron estudios mediante calorimetrı́a diferencial de barrido (DSC) de estas pelı́culas auna velocidad de calentamiento de 40 ◦ C/min observándose el proceso de cristalización. Para poder aplicar es-tos materiales al diseño de dispositivos de memoria, es necesario inducir esta transformación mediante estı́muloseléctricos en geometrı́as reducidas. La necesidad de reducir la escala, no sólo obedece a la factibilidad tecnológica,sino también a que el proceso de inducción del cambio de fase y su reversibilidad dependen de la energı́a porunidad de volumen que debe entregarse al material sensible.Con técnicas de litografı́a, deposición de pelı́culas delgadas y ataque por vı́a húmeda, se construyeron dispositivosen escala micrométrica con una superficie rectangular de Sb 70 T e 30 como material sensible depositada sobre elec-trodos de cromo coplanares con separación L y ancho W, ambos de 16 µm. Se realizaron ensayos eléctricos delos mismos y en sus curvas I-V se evidencia la transformación entre estados con resistencias eléctricas bien difer-enciadas. Se observa el cambio desde el estado original a uno de menor resistencia, atribuible a la cristalización,sin embargo no se logró inducir la transformación inversa.