Verlag des Forschungszentrums Jülich
JUEL-3787
Weidenhof, Volker
Optische Datenspeicherung mit Phasenwechselmedien - Geschwindigkeitsbestimmende Prozesse der Phasenumwandlungen in Ge2Sb2Te5
137 S., 2000
Der Prozeß der Amorphisierung und der Kristallisation
von Ge2Sb2Te5 wird untersucht. Diese Legierung wird zur optischen
Datenspeicherung auf der Basis laserinduzierter struktureller
Phasenumwandlungen verwendet. Das Zusammenspiel von optischen
Untersuchungen und Rasterkraftmikroskopie liefert ein klares Bild
der physikalischen Prozesse, die die Schreib- (Amorphisierung) und
Löschgeschwindigkeit (Kristallisation) bestimmen und die maximal
mögliche Datentransferrate begrenzen.
Amorphisierung setzt ein sobald eine charakteristische Temperatur
erreicht wird. Durch Beschreibung von Temperaturfeldern mittels
Finite-Elemente-Analyse kann diese Temperatur als
Schmelztemperatur der Volumenphase von Ge2Sb2Te5 identifiziert werden.
Es werden keine Anzeichen für kinetische Überhitzung gefunden. Das
anschließende Wachstum des amorphen Bits durch die Propagation der
Schmelztemperatur-Isotherme bestimmt. Die Kristallisation einer
durch den Sputterprozeß amorph hergestellten Schicht erfordert
mindestens (100 ± 10) ns. Diese Zeitspanne ist die minimale
Inkubationszeit zur Erzeugung kritischer Keime. Im Gegensatz dazu
ist das vollständige Löschen eines lasererzeugten amorphen Bits
innerhalb von 10 ns möglich, was auf das Vorhandensein
kristalliner Keime im Innern der amorphen Bits zurückgeführt wird.
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