硫系相变材料Ge_1Sb_2Te_4和Ge_2Sb_2Te_5薄膜相变速度及电学输运性质研究

利用磁控溅射方法制备了Ge_1Sb_2Te_4和Ge_2Sb_2Te_5两种相变存贮材料的薄膜。原位X射线衍射(XRD)的结果表明,随着退火温度的升高,Ge_1Sb_2Te_4和Ge_2Sb_2Te_5薄膜都逐步晶化,材料结构发生了从非晶态到面心立方结构、再到六角密堆结构的转变。由衍射峰的半宽高可以看出,在达到第一次相变温度后,Ge_2Sb_2Te_5比Ge_1Sb_2Te_4结晶更快。原位变温电阻测量的结果显示,在相同的升温速率下,Ge_2Sb_2Te_5的热致晶化速率更快。而且Ge_2Sb_2Te_5非晶态与晶态的电阻差值更高。故Ge_2Sb_2Te_5比Ge_1Sb_2Te_4更适合作为相变存储器的材料。另外,对两种薄膜的电学输运性质进行了研究,霍尔效应的测量表明,Ge_1Sb_2Te_4材料电导的变化是迁移率和载流子浓度共同作用的结果,而Ge_2Sb_2Te_5材料电导的变化主要是由于载流子浓度的变化引起。

自旋依赖强度可调谐的相变超构透镜

超表面是一种基于亚波长各向异性单元结构的超薄平面光学器件,能够在微观尺度下调制电磁波相位、偏振和振幅等,从而实现波前的任意调控。超构透镜作为超表面走向实用化的重要代表,凭借其超强的光波操控能力、超紧凑结构、多功能性及与半导体工艺兼容等突出优点,引起了研究学者的极大兴趣。然而,已报道的超构透镜受限于相位分布设计,难以同时实现偏振复用及强度可调谐聚焦功能;且结构一旦确定,其电磁性能就被锁定,在灵活调制电磁波方面受到很大限制。为此,文中从各向异性单元结构的设计和优化入手,协同PB相位和传输相位,设计了两种能够在不同空间取向(横向和纵向)上实现自旋分裂的Ge_(2)Sb2Se_(4)Te_(1)(GSST)相变超构透镜。通过改变入射圆偏振光的椭偏度,两超构透镜均可实现强度可调谐聚焦性能;通过调控相变材料Ge_(2)Sb2Se_(4)Te_(1)从非晶态逐渐转变为结晶态,两超构透镜均可实现聚焦性能的连续调谐并最终达到“ON”和“OFF”的动态切换。所设计的自旋依赖强度可调谐相变超构透镜有望在多成像系统、机器视觉和显微成像等领域发挥重要作用。