Несмотря на высокий коммерческий успех, полупроводниковая промышленность находится в поисках альтернативных материалов, на основе которых можно разработать и создать энергонезависимые устройства как для вычислительных процессов, так и для быстрой записи и длительного хранения информации, работающих на новых физических принципах, поскольку кремниевая электроника достигла своего фундаментального и технологического предела. Оптический способ обработки и передачи информации является наиболее быстрым из известных на сегодняшний день. Объединение функций вычисления и долгосрочного хранения информации в одном элементе является важнейшей фундаментальной и технологической задачей. Наиболее перспективными материалами для решения данной задачи являются фазоизменяемые халькогениды, функциональной особенностью которых является высокий контраст физических свойств между аморфным и кристаллическим состояниями, а высокая субнаносекундная скорость фазового перехода удовлетворяет основному требованию, предъявляемому к таким материалам. Поэтому одним из направлений лаборатории является исследование кинетики и динамики фазовых переходов в функциональных фазоизменяемых материалах в зависимости от параметров внешнего инициирующего воздействия (лазерного, электрического, термического), что позволит изучить фундаментальные механизмы обратимого фазового перехода, а также возможности управлять его скоростью, что крайне важно для создания быстродействующих фотонных и оптико-вычислительных устройств на базе фазоизменяемых материалов.
Публикации по теме:
- V.V. Ionin, A.V. Kiselev, N.N. Eliseev, V.A. Mikhalevsky, M.A. Pankov, A.A. Lotin, Multilevel reversible laser-induced phase transitions in GeTe thin films, Applied Physics Letters, 117, 011901 (2020)
- N.N. Eliseev, A.V. Kiselev, V.V. Ionin, V.A. Mikhalevsky, A.A. Burtsev, M.A. Pankov, D.N. Karimov, A.A. Lotin, Wide range optical and electrical contrast modulation by laser-induced phase transitions in GeTe thin films, Results in Physics, 19, 103466 (2020)
- Kiselev, A.V., Mikhalevsky, V.A., Burtsev, A.A., Ionin, V.V., Eliseev, N.N., Lotin, A.A., Transmissivity to reflectivity change delay phenomenon observed in GeTe thin films at laser-induced reamorphization, Optics & Laser Technology, 143, 107305 (2021)
- Ionin,V. V, Kiselev,A. V. , Burtsev,A. A. , Mikhalevsky,V. A, Eliseev,N. N, Asharchuk,I. M. , Sokolov,V. I. , Lotin,A. A., An optical synapse based on a polymer waveguide with a GST225 active layer, Applied Physics Letters, 081105, 119, 8 (2021)
- Alexey V.Kiselev, Vitaly V.Ionin, Anton A.Burtsev, Nikolai N.Eliseev, Vladimir A.Mikhalevsky, Natalya A.Arkharova, Dmitry N.Khmelenin, Andrey A.Lotin, Dynamics of reversible optical properties switching of Ge2Sb2Te5 thin films at laser-induced phase transitions, Optics & Laser Technology, 147, 107701 (2022)
- A.A. Burtsev, N.N. Eliseev, V.A. Mikhalevsky, A.V. Kiselev, V.V. Ionin, V.V. Grebenev, D.N. Karimov, A.A. Lotin, Physical properties’ temperature dynamics of GeTe, Ge2Sb2Te5 and Ge2Sb2Se4Te1 phase change materials, Materials Science in Semiconductor Processing 150, 106907 (2022)
- Andrey Tverjanovich, Maxim Khomenko, Chris J. Benmore, Sergei Bereznev, Anton Sokolov, Daniele Fontanari, Aleksei Kiselev, Andrey Lotin and Eugene Bychkov, Atypical phase-change alloy Ga2Te3: atomic structure, incipient nanotectonic nuclei, and multilevel writing, J. Mater. Chem. C, 9, 17019 (2021)
- A.A. Nevzorov, V.A. Mikhalevsky, N.N. Eliseev, A.V. Kiselev, A.A. Burtsev, V.V. Ionin, A.M. Maliutin, D.N. Khmelenin, V.N. Glebov and A.A. Lotin, Two-stage conductivity switching of GST thin films induced by femtosecond laser irradiation. Optics and Laser Technology, 157, 108773 (2023)
- Б.Н. Миронов, И.В. Кочиков, С.А. Асеев, В.В. Ионин, А.В. Киселев, А.А. Лотин, С.В. Чекалин, А.А. Ищенко, Е.А. Рябов. Исследование структурных изменений в тонком кристалле GeTe под действием мощного фемтосекундного лазерного излучения методом электронной дифракции. Квантовая электроника, 53(1), 29–33 (2023)
- A.A. Nevzorov, V.A. Mikhalevsky, N.N. Eliseev, A.V. Kiselev, A.A. Burtsev, V.V. Ionin, D.N. Khmelenin, A.A. Lotin, Discrete thermokinetic computational model of laser-induced phase transitions in phase-changing materials, Applied Physics Letters, 122, 191106 (2023)
- A.A. Nevzorov, V.A. Mikhalevsky, A.V. Kiselev, A.A. Burtsev, N.N. Eliseev, V.V. Ionin, A.A. Lotin, Controlling optical properties of GST thin films by ultrashort laser pulses series impact, Optical Materials, 141, 113925 (2023)
- С.А. Асеев, Б.Н. Миронов, И.В. Кочиков, А.А. Лотин, А.А. Ищенко, Е.А. Рябов, Сверхтонкий кристалл теллурида германия в сильном фемтосекундном лазерном поле: проявление квантоворазмерного эффекта, Письма в Журнал экспериментальной и теоретической физики, 117, № 11-12 (6), С. 814-818 (2023)
- Н.Н. Елисеев, А.А. Невзоров, В.А. Михалевский, А.В. Киселев, А.А. Бурцев, В.В. Ионин, А.А. Лотин, Переключение электрических свойств тонкопленочных мемристивных элементов на основе GeTe последовательностями сверхкоротких лазерных импульсов // Научно-технический вестник информационных технологий, механики и оптики. 23(5), С. 911–919 (2023)
- А.А. Бурцев, А.В. Киселев, В.В. Ионин, Н.Н. Елисеев, М.Е. Федянина, В.А. Михалевский, А.А. Невзоров, О.А. Новодворский, А.А. Лотин, Управляемые оптические контрасты, вызванные обратимыми лазерно-индуцированными фазовыми переходами в тонких пленках GeTe и Ge2Sb2Te5 в спектральном диапазоне от 500 до 20000 нм, Лазерные Исследования в России, 44(6), 700-706 (2023)
Патенты:
- АДАПТИВНОЕ ЗЕРКАЛО НА ОСНОВЕ ФАЗОИЗМЕНЯЕМЫХ МАТЕРИАЛОВ, Ионин В.В., Киселев А.В., Лотин А.А., Панков М.А., Притоцкий Е.М. Патент на полезную модель 203240 U1, 29.03.2021. Заявка № 2020137320 от 13.11.2020
- СОСТАВНОЙ ИНТЕРФЕРЕНЦИОННЫЙ ФИЛЬТР, Панков М.А., Притоцкий Е.М., Киселев А.В., Лотин А.А. Патент на полезную модель 203242 U1, 29.03.2021. Заявка № 2020139813 от 04.12.2020
- ОПТИЧЕСКИЙ СИНАПС, Бурцев А.А., Ионин В.В., Киселев А.В., Лотин А.А., Минаев Н.В. Патент на изобретение 2788438. Заявка № 2021133121 от 15.11.2021