[發明專利]一種電子束輻照誘導鍺銻碲材料晶化的方法

有效

• 申請號: 201810369025.7
• 申請日: 2018-04-23
• 公開（公告）號: CN108588672B
• 公開（公告）日: 2020-01-10
• 發明（設計）人: 張偉;王疆靖;田琳
• 申請（專利權）人: 西安交通大學
• 主分類號: C23C14/58
• 分類號: C23C14/58;C23C14/06
• 代理公司: 61200 西安通大專利代理有限責任公司
• 代理人: 姚詠華

1.一種電子束輻照誘導鍺銻碲材料晶化的方法，其特征在于，該方法包括以下具體步驟：

步驟1：選擇能夠進行微觀結構表征、電學性能測試或原位性能測試的襯底制備鍺銻碲非晶薄膜；

步驟2：采用聚焦離子束、離子減薄或等離子清洗技術對制備鍺銻碲非晶薄膜的襯底進行電鏡樣品預處理；

步驟3：將預處理電鏡樣品置于電鏡中，并在電鏡樣品中尋找鍺銻碲非晶薄膜表面干凈平整的區域；

步驟4：在電鏡中根據晶化范圍設置電鏡電子束的輻照范圍，根據晶體結構設置電鏡電子束的輻照電壓，根據晶化速率設置電鏡電子束的輻照強度，根據晶粒大小設置輻照時間；

步驟5：在電鏡中實時觀測電鏡樣品輻照區域的晶化過程，得到滿足晶化范圍、晶體結構、晶粒大小的鍺銻碲晶體，即完成電子束輻照誘導鍺銻碲材料晶化過程；

所述步驟2中，對樣品進行聚焦離子束、離子減薄處理后，其樣品厚度應小于100nm；

所述步驟4中，設置電鏡電子束的輻照范圍在0.3～5μm，得到晶化范圍；

設置200kV輻照電壓誘導生成立方相鍺銻碲晶粒，設置120kV電壓誘導生成六方相鍺銻碲晶粒；

設置電鏡電子束的輻照強度范圍在1×10²³～1×10²⁶m^-2s^-1，得到晶化速率；

設置電鏡電子束的輻照時間得到晶粒尺寸在20～500nm。

2.根據權利要求1所述的一種電子束輻照誘導鍺銻碲材料晶化的方法，其特征在于，所述選擇進行微觀結構表征的襯底為表面附有碳支持膜的TEM標準尺寸銅載網。

3.根據權利要求2所述的一種電子束輻照誘導鍺銻碲材料晶化的方法，其特征在于，所述步驟1中，制備在TEM標準尺寸銅載網上的鍺銻碲非晶薄膜厚度應小于100nm。

4.根據權利要求1所述的一種電子束輻照誘導鍺銻碲材料晶化的方法，其特征在于，所述選擇進行電學性能測試的襯底為硅片。

5.根據權利要求1所述的一種電子束輻照誘導鍺銻碲材料晶化的方法，其特征在于，所述選擇進行原位性能測試的襯底為加溫芯片、加力芯片或加電的芯片。

6.根據權利要求1所述的一種電子束輻照誘導鍺銻碲材料晶化的方法，其特征在于，所述鍺銻碲非晶薄膜材料為Ge_xSb_yTe_z相變材料，其中，0＜x≤3，0＜y≤2，0＜z≤6。

7.根據權利要求1所述的一種電子束輻照誘導鍺銻碲材料晶化的方法，其特征在于，所述步驟1中，制備鍺銻碲非晶薄膜的方法包括磁控濺射、分子束外延的方法。

8.根據權利要求1所述的一種電子束輻照誘導鍺銻碲材料晶化的方法，其特征在于，所述步驟5中，在電鏡樣品輻照區域的晶化過程中對電鏡樣品實施原位溫度、應力或電場的外場加載。