Ge$_{2}$Sb$_{2}$Te$_{5}$相变材料中的相干吉赫兹声子

利用 $\approx$40 fs 超短激光脉冲，我们研究了来自典型相变材料、具有不同厚度的 Ge$_{2}$Sb$_{2}$Te$_{5}$ (GST) 薄膜的皮秒声学响应。在用能量为 1.53 eV、通量约为 $\approx$ 5 mJ/cm$^{2}$ 的脉冲激发后，时间分辨反射率变化表现出瞬态电子响应，随后是在吉赫兹（GHz）频率范围内的类指数应变与相干声学声子的组合。相干声学脉冲的时域形状通过采用 Thomsen 等人（Phys. Rev. B 34, 4129, 1986）的应变模型得到了很好复现。我们发现，在非晶相和晶相中声学声子的衰减率（弛豫时间的倒数）均随薄膜厚度增加而减小。声学声子衰减的厚度依赖性基于声子-缺陷散射和 GST/Si 界面的声学声子衰减得到了很好建模，并且揭示出这些散射和衰减在晶态 GST 薄膜中比在非晶态 GST 薄膜中更大。