种子层在原子平整 TiTe2/Sb2Te3 异质结构薄膜生长中的作用
材料科学
2025-05-07 v2
摘要
化硫化物相变材料 (PCM) 是先进存储和计算应用的领先材料候选者。要在硅基板上获得具有均匀性的化硫化物薄膜的等晶生长至关重要，但在磁控溅射制备中具有挑战，尤其是对于相变异质结构 (PCH) 如 TiTe2/Sb2Te3。本文我们报道了如何在标准硅基板上获得具有原子级尖锐界面且生长良好的 TiTe2/Sb2Te3 异质结构薄膜。通过结合原子尺度表征和 ab initio 模拟，我们揭示了 Sb2Te3 种子层在形成连续的 Si-Sb-Te 混合过渡层中的关键作用，该层为后续 TiTe2/Sb2Te3 薄膜的等晶生长提供了大尺度平整表面。通过逐渐减小种子层厚度，我们确定其临界限制为约 2 nm。观察到 TiTe2 薄片因与相邻 Sb2Te3 之间的晶格错配而在横向上产生显著的拉伸应变，表明异质结构中结构间隙处的化学相互作用强于纯范德鲁瓦斯相互作用。最后，我们概述了用于在标准硅基板上获得原子平整种子层的化硫化物选项，这些选项可用于大尺度合成其他高质量 PCM 或 PCH 薄膜。
引用
@article{arxiv.2503.00459,
title = {Role of seed layer in growing atomically flat TiTe2/Sb2Te3 heterostructure thin films at the wafer scale},
author = {Chao Nie and Xueyang Shen and Junying Zhang and Chenyu Wen and Yuxin Du and Yazhi Xu and Riccardo Mazzarello and En Ma and Xiaozhe Wang and Wei Zhang and Jiang-Jing Wang},
journal= {arXiv preprint arXiv:2503.00459},
year = {2025}
}
备注
17 pages, 8 figures