Исследование структурных и оптических характеристик халькогенидных сплавов на основе теллура методами инфракрасной и рамановской спектроскопии
Рыжов В.А.1, Казакова Л.П.1,2, Гарибова С.Н.3
1Физико-технический институт им. А.Ф. Иоффе РАН, Санкт-Петербург, Россия
2Санкт-Петербургский государственный лесотехнический университет им. С.М. Кирова, Санкт-Петербург, Россия
3Институт физики Национальной академии наук Азербайджана, Баку, Азербайджан

Email: v.ryzhov@mail.ioffe.ru
Поступила в редакцию: 12 декабря 2025 г.
В окончательной редакции: 24 декабря 2025 г.
Принята к печати: 24 декабря 2025 г.
Выставление онлайн: 20 февраля 2026 г.
Инфракрасный и рамановский спектры поликристаллических и стеклообразных материалов системы германий-сурьма-теллур (GST) составов Ge20Sb20.5Te51, Ge15Sb15Te70 и Ge14Sb29Te57 были измерены в спектральном диапазоне 20-250 cm-1 при комнатной температуре, а также проанализированы на основе теоретических расчетов и литературных данных. Сочетание дальней инфракрасной и рамановской спектроскопии используется для идентификации колебательных мод, а также изменений структуры в расположении атомов халькогенидных полупроводников при фазовом переходе "аморфное состояние-кристалл". Сделанные отнесения и выявленные различия в спектрах аморфных и кристаллических образцов позволяют предположить вероятный молекулярный механизм обратимых аморфно-кристаллических превращений в изученных фазопеременных материалах. Ключевые слова: халькогенидные полупроводники, локальная структура, фононы и Бозе-пик, ориентационный фазовый переход, far-infrared и Раман-спектроскопия.
- T. Ohta, S.R. Ovshinsky. In: Photo-induced Metastability in Amorphous Semiconductors / Ed. A.V. Kolobov. Berlin, Wiley-VCH (2003). Ch. 18
- A.V. Kolobov, J. Tominaga. Chalcogenides: Metastability and Phase Change Phenomena. Berlin, Springer-Verlag (2012)
- F.C. Mocanu, K. Konstantinou, T.H. Lee, N. Bernstein, V.L. Deringer, G. Csanyi, S.R. Elliott. J. Phys. Chem. B 122, 38, 8998 (2018)
- D. Lencer, M. Salinga, M. Wuttig. Adv. Mater. 23, 18, 2030 (2011)
- A.V. Kolobov, P. Fons, A.I. Frenkel, A.L. Ankudinov, J. Tominaga, T. Uruga. Nature Mater. 3, 10, 703 (2004)
- D.A. Baker, M.A. Paesler, G. Lucovsky, S.C. Agarwal, P.C. Taylor. Рhys. Rev. Lett. 96, 25, 255501 (2006)
- S. Kohara, K. Kato, S. Kimura, H. Tanaka, T. Usuki, K. Suzuya, H. Tanaka, Y. Moritomo, T. Matsunaga, N. Yamada, Y. Tanaka, H. Suematsu, M. Takata. Appl. Phys. Lett. 89, 20, 201910 (2006)
- S. Caravati, M. Bernasconi, T.D. Kuhne, M. Krack, M. Parrinello. Appl. Phys. Lett. 91, 17, 171906 (2007)
- J. Akola, R.O. Jones. Phys. Rev. B 76, 23, 235201 (2007)
- R. Mazzarello, S. Caravati, S. Angioletti-Uberti, M. Bernasconi, M. Parrinello. Phys. Rev. Lett. 104, 8, 085503 (2010)
- K. Shportko, S. Kremers, M. Woda, D. Lencer, J. Robertson, M. Wuttig. Nature Mater. 7, 8, 653 (2008)
- M. Wuttig, D. Lusebrink, D. Wamwangi, W. Welnic, M. Gilleben, R. Dronskowski. Nature Mater. 6, 2, 122 (2007)
- J.Y. Raty, V. Godlevsky, P. Ghosez, C. Bichara, J.P. Gaspard, J.R. Chelikowsky. Phys. Rev. Lett. 85, 9, 1950 (2000)
- K.V. Shportko, E.F. Venger. Nanoscale Res. Lett. 10, 1, 33 (2015)
- V. Bragaglia, K. Holldack, J.E. Boschker, F. Arciprete, E. Zallo, T. Flissikowski, R. Calarco. Sci. Rep. 6, 1, 28560 (2016)
- K.S. Andrikopoulos, S.N. Yannopoulos, G.A. Voyiatzis, A.V. Kolobov, M. Ribes, J.J. Tominaga. J. Phys.: Condens. Matter 18, 3, 965 (2006)
- K.D. Moller, W.G. Rothshild. Far Infrared Spectroscopy. Wiley-Interscience, N.Y. (1971)
- В.С. Либов, Т.С. Перова. Низкочастотная спектроскопия межмолекулярных взаимодействий в конденсированных средах. Труды ГОИ 81, 215, 3 (1992)
- V.B. Voloshinov, N. Gupta, L.A. Kulakova, V.S. Khorkin, B.T. Melekh, G.A. Knyazev. J. Opt. 18, 2, 025402 (2016)
- А. Фельц. Аморфные и стеклообразные неорганические твердые тела. Мир, М. (1986). [A. Feltz. Amorphe und glasartige anorganische Festkorper. De Gruyter, Berlin/Boston (1983).]
- H. Stammreich, R. Forneris, Y. Tavares. J. Chem. Phys. 25, 3, 580 (1956)
- M.L. Delwaulle. Comptes Rendus Acad. Sci. 238, 1, 84 (1954)
- В.А. Рыжов, Б.Т. Мелех. ФТП 52, 2, 221 (2018). [V.A. Ryzhov, B.T. Melekh. Semiconductord 52, 2, 209 (2018).]
- W.Z. Kiefer. Z. Naturforsch. 25a, 1101 (1970)
- P. Nvemec, V. Nazabal, A. Moreac, J. Gutwirth, L. Benevs, M. Frumar. Mater. Chem. Phys. 136, 2-3, 935 (2012)
- S. Kozyukhin, M. Veres, H.P. Nguyen, A. Ingram, V. Kudoyarova. Phys. Procedia 44, 82 (2013)
- K. Shportko, L. Revutska, O. Paiuk, J. Baran, A. Stronski, A. Gubanova, E. Venger. Opt. Mater. 73, 489 (2017)
- B. Liu, Z. Song, T. Zhang, S. Feng, B. Chen. Chinese Phys. 13, 11, 1947 (2004)
- E. Cho, S. Yoon, H.R. Yoon, W. Jo. J. Korean Phys. Soc. 48, 6, 1616 (2006)
- G.C. Sosso, S. Caravati, R. Mazzarello, M. Bernasconi. Phys. Rev. B 83, 13, 134201 (2011)
- S.A. Kozyukhin, V.H. Kudoyarova, H.P. Nguyen, A. Smirnov, V. Lebedev. Physica Status Solidi C 8, 9, 2688 (2011)
- G. Bulai, O. Pompilian, S. Gurlui, P. Nemec, V. Nazabal, N. Cimpoesu, B. Chazallon, C. Focsa. Nanomaterials (Basel) 9, 5, 676 (2019). doi: 10.3390/nano9050676
- J. Tominaga, N. Atoda. Jpn. J. Appl. Phys. 38, 3B, L322 (1999)
- M. Upadhyay, S. Murugavel, M. Anbarasu, T.R. Ravindran. J. Appl. Phys. 110, 8, 083711 (2011)
- P. Grosse, W. Richter. In: Landolt-B\:ornstein: Numerical Data and Functional Relationships in Science and Technology, v. 17 / Ed. O. Madelung. Springer, Berlin (1983)
- M. Naftaly, E.R. Miles. J. Non-Cryst. Solids 351, 40-42, 3341 (2005)
- G.P. Johari. J. Non-Cryst. Solids 307-310, 114 (2002)
- J. Baran, N.A. Davydova, A.J. Pietraszko. Mol. Struct. 744-747, 301 (2005)
- A.V. Kolobov, M. Krbal, P. Fons, J. Tominaga, T. Uruga. Nature Chem. 3, 4, 311 (2011)
- G.P. Johari. J. Non-Cryst. Solids 307-310, 317 (2002).