journal article·2024

Electron beam lithography of GeTe through polymorphic phase transformation

Hu Zhang, Meng Li, Shao-Bo Mi, Shao-Dong Cheng, Lu Lu, Zhi-Gang Chen

Nanoscale Horizons· Volume 9· Issue 9
Publisher page

Abstract

We report two previously undiscovered phases of GeTe including the sphalerite (c-) phase and the hexagonal (h-) phase with interlayer van der Waals gaps. A polymorphic phase transformation from rhombohedral α-GeTe to c- and h-GeTe at near room temperature is first realized via electron beam irradiation. Their underlying thermodynamics and kinetics are illustrated using the in situ heating experiments and molecular dynamics simulations. Density-functional theory calculations indicate that c-GeTe exhibits typical metallic behavior and h-GeTe is a narrow-gap semiconductor with a strong spin-orbital coupling effect. Our findings shed light on a strategy for designing GeTe-based quantum devices compromising nanopillars and heterostructures via an atomic-scale electron beam lithography technique.
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Research context

OpenAlex topics: Phase-change materials and chalcogenides · Chalcogenide Semiconductor Thin Films · Crystal Structures and Properties

SciVX discovery tags are terminology-based. OpenAlex topics are source-provided classifications.

Affiliations

Ji Hua Laboratory, Foshan 528200, China

School of Physics and Information Technology, Shaanxi Normal University, Xi’an 710119, China

State Key Laboratory for Mechanical Behavior of Materials & School of Microelectronics, Xi’an Jiaotong University, Xi’an 710049, China

School of Chemistry & Physics, Faculty of Science, Queensland University of Technology, Queensland 4000, Australia

Funding

Australian Research Council · Basic and Applied Basic Research Foundation of Guangdong Province

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