Étude des matériaux à changement de phase pour application dans le domaine des PCRAM : verres infrarouges pour l'optique spatiale

par Jean-Claude Bastien

Thèse de doctorat en Chimie

Sous la direction de Xiang Hua Zhang.

Soutenue en 2011

à Rennes 1 .


  • Résumé

    Les mémoires électriques à changement de phase (PCRAM) sont reconnues comme étant très prometteuses pour s'imposer comme la prochaine génération de mémoires non-volatiles du fait de leurs excellentes vitesses de fonctionnement et endurance. Cependant, deux problèmes majeurs doivent être résolus pour permettre leur percée sur le marché des mémoires, à savoir une durée de rétention de l'information faible aux températures élevées et une consommation électrique encore trop importante. Au cours de ce travail de thèse, plusieurs nouveaux matériaux à changement de phase à base d'éléments chalcogènes ont été étudiés an d'adresser le marché des mémoires embarquées fonctionnant à hautes températures. Les propriétés du matériau GeTe ont ainsi été comparées à celle du matériau référence Ge₂Sb₂Te₅ et l'inuence du dopage en azote, carbone ou bore dans le matériau GeTe a été estimée. Il a été constaté une large amélioration de la stabilité thermique de la phase amorphe GeTe comparée à celle de Ge₂Sb₂Te₅, effet exacerbé par le dopage. Le processus de fabrication d'un empilement inédit est décrit et l'impact du connement sur la consommation énergétique a été évalué sur le matériau Ge₂Sb₂Te₅ par le biais d'une analyse par microscopie à force atomique en mode électrique. Un élargissement du travail de thèse a été réalisé en s'intéressant aux verres de chalcogénures infrarouges pour l'optique spatiale. Il est constaté que l'addition d'iodure d'argent aux systèmes vitreux GeTe et GaGeTe permet d'améliorer leurs stabilités thermiques et d'accroître leurs fenêtres de transmission infrarouge.

  • Titre traduit

    Study of phase-change materials for application in PCRAM field : infrared glasses for space optics


  • Résumé

    Phase Change Random Access Memories (PCRA) are recognized as very promising candidate for the next-generation nonvolatile memory because of their excellent operating speeds and endurance. However, two major problems must be solved to allow their breakthrough in the memory market, namely a low period of data retention at high temperatures and too large power consumption. In this thesis, several new phase change materials based on chalcogen elements were studied in order to address the market for embedded memories operating at high temperatures. GeTe material properties have been compared to that of the reference material Ge₂Sb₂Te₅ and the inuence of doping with nitrogen, carbon or boron in GeTe material was estimated. It has been observed a large improvement in thermal stability of the GeTe amorphous phase compared to that of Ge₂Sb₂Te₅, even more exacerbated by the doping. The process ow of a new stack is described and the impact of connement on energy consumption was assessed on the material Ge₂Sb₂Te₅ through an analysis by atomic force microscopy. An extension of the thesis work was done by focusing on the infrared chalcogenide glasses for optical space. It was found that the addition of silver iodide in glassy systems GeTe and GaGeTe improves their thermal stability and increases their infrared transmission windows.

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Informations

  • Détails : 1 vol. (III-275 p.)
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : Bibliogr. en fin de chapitres

Où se trouve cette thèse ?

  • Bibliothèque : Université de Rennes I. Service commun de la documentation. Section sciences et philosophie.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : TA RENNES 2011/157
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