激光诱导Ge 2 Sb 2 Te 5 薄膜晶化过程的温度场/应力场模拟研究

发布时间：2022-07-29 22:00

　　相变储存器由于其在非晶态与晶态之间可以实现快速的转换,被广泛的应用于制造CD,DVD及蓝光光盘,目前为止,对于激光诱导的超快相变的相变机制并没有一个统一的理论体系,这主要是由于:第一,相变过程时间短且面积小,因此传统的实验方法无法用于对激光诱导相变的研究;第二,利用模拟方法模拟相变过程的报道主要以退火过程为主,而对于激光诱导超快相变过程的模拟却鲜有报道。为了解决以上问题,本文采用有限元模拟方法模拟了激光诱导相变薄膜的晶化过程,之后,对于纳秒及皮秒激光诱导相变薄膜相变过程的温度场和应力场特性进行了分析。本文首先对纳秒激光诱导Ge₂Sb₂Te₅相变薄膜晶化过程的温度场及应力分布进行分析。建立了一个三维有限元模型,之后选用激光功率为240mJ（53.3mJ/cm3）时的温度、应力结果进行分析。基于模拟计算的结果,将相变薄膜的整个晶化过程分为四个部分:升温阶段,热平衡阶段,冷却阶段,热稳定阶段。之后,对于升温阶段的加热速率及冷却阶段的冷却速率进行了计算分析,发现由于薄膜晶化的影响,最高的冷却速率仅为加热速率的一半,且通过对加热/... 

【文章页数】：58 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 光存储发展及现状
    1.2 相变光存储原理
    1.3 相变光存储材料
        1.3.1 相变光存储材料的发展
        1.3.2 相变光存储材料的结构
    1.4 相变材料相变过程热应力的研究现状
    1.5 本课题的研究目的及意义
第2章 模拟方法及实验方案介绍
    2.1 有限元分析方法
    2.2 ANSYS热力学分析
        2.2.1 纳秒激光诱导温度场分析
        2.2.2 激光诱导应力场分析
    2.3 实验方案及仪器介绍
        2.3.1 实验方案
        2.3.2 实验设备
    2.4 本章小结
第3章 激光诱导Ge_2Sb_2Te_5晶化过程温度场研究
    3.1 不同激光能量诱导Ge_2Sb_2Te_5薄膜晶化
    3.2 纳秒激光诱导晶化过程温度场模拟
        3.2.1 模型构建及材料属性
        3.2.2 薄膜表面温度场特征
        3.2.3 Ge_2Sb_2Te_5表面温度变化
        3.2.4 温度随激光辐照功率变化
    3.3 本章小结
第4章 激光诱导Ge_2Sb_2Te_5晶化过程应力场研究
    4.1 纳米压痕
    4.2 模型建立
    4.3 激光诱导下Ge_2Sb_2Te_5晶化过程应力场特征
        4.3.1 薄膜表面的应力分布
        4.3.2 Ge_2Sb_2Te_5表面应力特征
        4.3.3 热应力与相变应力对比
        4.3.4 不同功率下Ge_2Sb_2Te_5应力特征
    4.4 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间所发表的学术论文
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]磁控溅射技术及其发展[J]. 李芬,朱颖,李刘合,卢求元,朱剑豪.  真空电子技术. 2011(03)
[2]Ge2Sb2Te5相变薄膜光学及擦除性能研究[J]. 张广军,顾冬红,干福熹.  光子学报. 2005(04)

博士论文
[1]用于相变存储器的Sb-Te基和Sb基相变材料研究[D]. 张胤.上海交通大学 2010

硕士论文
[1]相变存储材料锗锑碲合金液相与晶化特性的第一性原理研究[D]. 庞凤春.吉林大学 2013
[2]相变存储器的热应力模拟及应力传感器研究[D]. 徐川.华中科技大学 2012
[3]硫系化合物相变存储材料结构与性能研究[D]. 李志华.江苏大学 2009



本文编号：3667259