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論文

Kinetics of silver photodiffusion into amorphous S-rich germanium sulphide; Neutron and optical reflectivity

坂口 佳史*; 朝岡 秀人; Mitkova, M.*

Pure and Applied Chemistry, 91(11), p.1821 - 1835, 2019/11

 被引用回数:2 パーセンタイル:19.22(Chemistry, Multidisciplinary)

Silver photodiffusion is one of the attractive photo-induced changes observed in amorphous chalcogenides. In this research, we focus on amorphous S-rich germanium sulphide and study the kinetics of the silver photodiffusion by neutron reflectivity, as well as optical reflectivity.

論文

Kinetics of silver photodiffusion into amorphous Ge$$_{20}$$S$$_{80}$$ films; Case of pre-reaction

坂口 佳史*; 花島 隆泰*; 青木 裕之; 朝岡 秀人; Simon, A.-A. A.*; Mitkova, M.*

Physica Status Solidi (A), 215(12), p.1800049_1 - 1800049_12, 2018/06

 被引用回数:4 パーセンタイル:32.53(Materials Science, Multidisciplinary)

Silver photodiffusion into amorphous chalcogenide has attracted much attention because of its potential applications for example in memory devices. For its development, it is important to know how Ag ions diffuse in chalcogenide layers upon light exposure. In this paper, the photo-induced effect on pre-reacted films before light exposure, originating from Ag/Ge$$_{20}$$S$$_{80}$$/Si substrate and Ge$$_{20}$$S$$_{80}$$/Ag/Si substrate is investigated, using neutron reflectivity, X-ray reflectivity, and X-ray diffraction. Two types of pre-reacted films according to the original stacking order are obtained. In both cases, a pure Ag layer almost disappeared, and there is a small amount of monoclinic Ag$$_{2}$$S. The reaction time for the photodiffusion is shorter, in both cases, than that in Ag/Ge$$_{20}$$S$$_{80}$$ with a pure Ag layer, indicating a different reaction process. After prolonged light exposure, a uniform amorphous reaction layer is produced in the films originating from the Ag/Ge$$_{20}$$S$$_{80}$$/Si substrate, while both an amorphous reaction product and the Ag$$_{2}$$S fragments exist in the films originating from Ge$$_{20}$$S$$_{80}$$/Ag/Si substrate. The mechanism of the specific photo-reaction is discussed in terms of the role of the Ag$$_{2}$$S fragments.

論文

Silver photodiffusion into Ge-rich amorphous germanium sulfide; Neutron reflectivity study

坂口 佳史*; 朝岡 秀人; Mitkova, M.*

Journal of Applied Physics, 122(23), p.235105_1 - 235105_12, 2017/12

 被引用回数:8 パーセンタイル:49.82(Physics, Applied)

Silver diffuses into chalcogenide films upon light exposure, and the kinetics of photodiffusion has been a subject of various investigations because of the difficulties in the ${it in situ}$ determination of the time-dependent Ag reaction and diffusion development in the chalcogenide layers. We report the results of time-resolved neutron reflectivity measurement of Ag/Ge$$_{40}$$S$$_{60}$$/Si substrates under light exposure to clarify the kinetics of Ag photodiffusion into Ge-rich Ge chalcogenides. It reveals that Ag ions diffuse all over the Ge chalcogenide host layer once Ag dissolves into the layer without forming a metastable reaction layer unlike the case of S-rich Ge chalcogenide such as Ge$$_{20}$$S$$_{80}$$. The decay curve suggests that the Ag dissolution is determined by two types of Ag capturing chalcogen sites. Also, the observed relaxation time showed anomalous chalcogenide layer thickness dependence. This is attributed to an additional diffusion-driven accelerating factor, which is unique to the silver photodiffusion. Furthermore, we observed indicative changes in the formation of an inhomogeneous in-plane structure at the Ag/chalcogenide interface. This would be related to the nucleation and growth of the Ag-dissolved reaction product.

論文

Silver photo-diffusion and photo-induced macroscopic surface deformation of Ge$$_{33}$$S$$_{67}$$/Ag/Si substrate

坂口 佳史*; 朝岡 秀人; 魚住 雄輝; 近藤 啓悦; 山崎 大; 曽山 和彦; Ailavajhala, M.*; Mitkova, M.*

Journal of Applied Physics, 120(5), p.055103_1 - 055103_10, 2016/08

 被引用回数:9 パーセンタイル:49.94(Physics, Applied)

Ge-chalcogenide films show various photo-induced changes, and silver photo-diffusion is one of them which attracts lots of interest. In this paper, we report how silver and Ge-chalcogenide layers in Ge$$_{33}$$S$$_{67}$$/Ag/Si substrate stacks change under light exposure in the depth by measuring time-resolved neutron reflectivity. It was found from the measurement that Ag ions diffuse all over the matrix Ge$$_{33}$$S$$_{67}$$ layer once Ag dissolves into the layer. We also found that the surface was macro-scopically deformed by the extended light exposure. Its structural origin was investigated by a scanning electron microscopy.

論文

Processes of silver photodiffusion into Ge-chalcogenide probed by neutron reflectivity technique

坂口 佳史*; 朝岡 秀人; 魚住 雄輝; 川北 至信; 伊藤 崇芳*; 久保田 正人; 山崎 大; 曽山 和彦; Sheoran, G.*; Mitkova, M.*

Physica Status Solidi (A), 213(7), p.1894 - 1903, 2016/07

 被引用回数:7 パーセンタイル:41.71(Materials Science, Multidisciplinary)

アモルファスGeカルコゲナイド/銀の界面において光を照射すると拡散が促進される。非破壊かつ時間分解で観測できるJ-PARC(写楽)の中性子反射率測定を用いて、光照射によってAgが初期の急速な拡散から緩やかな拡散と2段階のプロセスを経て、界面の拡散層が形成されている様子を捉えた。

論文

Measurement of transient photo-induced changes in thin films at J-PARC; Time-resolved neutron reflectivity measurements of silver photo-diffusion into Ge-chalcogenide films

坂口 佳史*; 朝岡 秀人; 魚住 雄輝; 川北 至信; 伊藤 崇芳*; 久保田 正人; 山崎 大; 曽山 和彦; Ailavajhala, M.*; Wolf, K.*; et al.

JPS Conference Proceedings (Internet), 8, p.031023_1 - 031023_6, 2015/09

アモルファスGeカルコゲナイド/銀の界面において光を照射すると拡散が促進される。非破壊かつ時間分解で観測できるJ-PARC(写楽)の中性子反射率測定を用いて、光照射によってAgが、初期の急速な拡散によるAg-richな層の形成と、緩やかな拡散によるAg-poorな層の形成と、2段階のプロセスを経て拡散が進行していることを明らかにした。

論文

Dynamics of silver photo-diffusion into Ge-chalcogenide films; Time-resolved neutron reflectometry

坂口 佳史*; 朝岡 秀人; 魚住 雄輝; 川北 至信; 伊藤 崇芳*; 久保田 正人; 山崎 大; 曽山 和彦; Ailavajhala, M.*; Latif, M. R.*; et al.

Journal of Physics; Conference Series, 619(1), p.012046_1 - 012046_4, 2015/06

 被引用回数:8 パーセンタイル:97.27

アモルファスGeカルコゲナイド/銀の界面において光を照射すると拡散が促進される。非破壊かつ時間分解で観測できるJ-PARC(写楽)とISIS(INTER)の中性子反射率測定を用いて、拡散界面の解析を行った。その結果、光照射によって初期の急速なAg拡散によるAg-rich層の形成された後、その界面をほぼ一定に保ちながら、緩やかな拡散による第2のAg-poor層が形成される2段階のプロセスが進行していることが明らかになった。

論文

Studies of silver photo diffusion dynamics in Ag/Ge$$_{x}$$S$$_{1-x}$$ ($$x$$=0.2 and 0.4) films using neutron reflectometry

坂口 佳史*; 朝岡 秀人; 魚住 雄輝; 川北 至信; 伊藤 崇芳*; 久保田 正人; 山崎 大; 曽山 和彦; Ailavajhala, M.*; Latif, R.*; et al.

Canadian Journal of Physics, 92(7/8), p.654 - 658, 2014/07

 被引用回数:12 パーセンタイル:66.54(Physics, Multidisciplinary)

アモルファスGeカルコゲナイド/銀の界面において光を照射すると拡散が促進される。非破壊かつ時間分解で観測できるJ-PARC(写楽)の中性子反射率測定を用いて、光照射によってAgが初期の急速な拡散から緩やかな拡散と2段階のプロセスを経て、界面の拡散層が形成されている様子を捉えた。

口頭

アモルファスGeカルコゲナイド薄膜への銀の光拡散の中性子反射率測定による研究

坂口 佳史*; 朝岡 秀人; 川北 至信; 伊藤 崇芳*; 吉田 登*; 久保田 正人; 山崎 大; 曽山 和彦; Ailavajhala, M.*; Mitkova, M.*

no journal, , 

アモルファスGeカルコゲナイド/銀の界面において光を照射すると拡散が促進される。非破壊かつ時間分解で観測できるJ-PARC(写楽)の中性子反射率測定を用いて、界面での拡散層の広がりを捉えることに成功し、光拡散機構について議論した。

口頭

アモルファスGeカルコゲナイド薄膜への銀の光拡散の中性子反射率測定による研究,2

坂口 佳史*; 朝岡 秀人; 魚住 雄輝; 川北 至信; 伊藤 崇芳*; 久保田 正人; 山崎 大; Ailavajhala, M.*; Rizwanlatif, M.*; Mitkova, M.*

no journal, , 

アモルファスGeカルコゲナイド/銀薄膜に光を照射すると、銀がアモルファスGeカルコゲナイド層に拡散する。我々は、この銀の光拡散の膜厚方向へのダイナミクスを明らかにするため、光照射下の時分割中性子反射率測定を行っている。カルコゲナイド層Ge40S60の厚みを変えた場合、光照射を行う方向をAg側からGe40S60側に変えた場合、さらにはGe濃度を変えた場合の拡散状態の変化について報告する。

口頭

中性子反射率測定法によるGeカルコゲナイド薄膜への銀の光拡散の研究,2

坂口 佳史*; 朝岡 秀人; 魚住 雄輝; 川北 至信; 伊藤 崇芳*; 久保田 正人; 山崎 大; 曽山 和彦; Ailavajhala, M.*; Lativ, M. R.*; et al.

no journal, , 

アモルファスGeカルコゲナイド/銀の界面において光を照射すると拡散が促進される。非破壊かつ時間分解で観測できるJ-PARC(写楽)の中性子反射率測定を用いて、界面での拡散層の広がりを捉えることに成功した。フーリエ変換による拡散層の時間変化を基に拡散ダイナミクスについて議論する。

口頭

Time-resolved neutron reflectivity measurements of Ag/Ge-chalcogenide films during illumination by visible light; Investigation of the silver photo-diffusion kinetics

坂口 佳史*; 朝岡 秀人; 魚住 雄輝; 川北 至信; 伊藤 崇芳*; 久保田 正人; 山崎 大; 曽山 和彦; Ailavajhala, M.*; Latif, R.*; et al.

no journal, , 

アモルファスGeカルコゲナイド/銀の界面において光を照射すると拡散が促進される。非破壊かつ時間分解で観測できるJ-PARC(写楽)や、ISIS(INTER)の中性子反射率測定を用いて、光照射によってAgが初期の急速な拡散から緩やかな拡散と2段階のプロセスを経て、界面の拡散層が形成されている様子を捉えた。

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