通过原位电阻、X射线衍射和扫描电子显微镜研究揭示的薄层Ge₁₅Te₈₅薄膜的温度依赖性结构演变与结晶特性

摘要： 基于硫系化合物的Ge15Te85薄膜近期被探索用于垂直堆叠交叉点存储器的双向阈值开关(OTS)选择器器件。尽管学界对其结晶动力学和阈值开关特性已有合理认知，但高温下的结构稳定性和形貌特征仍是关键挑战。本文研究了室温至325°C范围内非晶态Ge15Te85薄膜的热稳定性、表面形貌及局域结构。实验结果表明：加热过程中，非晶态退化始于120°C时Te原子的局部偏聚，随后Te在约220°C、GeTe在约263°C发生结晶（该结论通过电阻温度依赖性测量、X射线衍射及扫描电镜研究共同证实）。此外，这些薄膜的结晶区域呈现细晶粒形貌，清晰区分了Te与GeTe微结构的结晶偏聚特征。这些发现通过形貌证据深化了对多相结晶过程的理解，将有助于优化双向阈值开关(OTS)选择器应用的材料体系。