Кіріспе
Күкірт, селен және теллурдың бірі немесе бірнешесін қамтитын шыны. Калькогенидтік шыны (химиядағы қатты "ch" дыбысымен айтылады) – бір немесе бірнеше халькоген (күкірт, селен және теллур, бірақ оттегі емес) қамтитын шыны. Полоний де халькоген болып табылады, бірақ жоғары радиоактивтілігіне байланысты қолданылмайды. Калькогенидтік материалдардың қасиеттері оксидтерден едәуір өзгеше, әсіресе олардың төменгі энергиялық аралықтары оптикалық және электрлік қасиеттерінің айқайласуына әкеледі. Классикалық халькогенидтік шынылар (көбінесе күкірт негізіндегілер, мысалы AsS немесе GeS) жақсы шыны құраушылар болып табылады және кең концентрациялық аймақтарда шыныға айналады. Шыны құрау қабілеті құраушы элементтердің молярлық массасы артуымен төмендейді; яғни S > Se > Te. AgInSbTe және GeSbTe сияқты халькогенидтік қосылыстар қайта жазылатын оптикалық дискілерде және фазалық өзгеріс жады құрылғыларында қолданылады. Олар нашар шыны құраушылар: қыздыру мен кермеуді (салқындатуды) бақылау арқылы оларды аморфты (шыны тәрізді) және кристалдық күйлер арасында ауыстыруға болады, соның нәтижесінде олардың оптикалық және электрлік қасиеттерін өзгертіп, ақпаратты сақтауға мүмкіндік береді.
Chalcogenide glass (pronounced hard ch as in chemistry) is a glass containing one or more chalcogens (sulfur, selenium and tellurium, but excluding oxygen). Polonium is also a chalcogen but is not used because of its strong radioactivity. Chalcogenide materials behave rather differently from oxides, in particular their lower band gaps contribute to very dissimilar optical and electrical properties. The classical chalcogenide glasses (mainly sulfur based ones such as As S or Ge S) are strong glass formers and possess glasses within large concentration regions. Glass forming abilities decrease with increasing molar weight of constituent elements; i. e., S > Se > Te. Chalcogenide compounds such as AgInSbTe and GeSbTe are used in rewritable optical disks and phase change memory devices. They are fragile glass formers: by controlling heating and annealing (cooling), they can be switched between an amorphous (glassy) and a crystalline state, thereby changing their optical and electrical properties and allowing the storage of information.
Химия
Тұрақты екілік халькогенді шынылар халькоген мен 14 немесе 15-топ элементтерінің қосылыстары болып табылады және атомдық қатынастардың кең диапазонында қалыптасуы мүмкін. Үштік шынылар да белгілі. Барлық халькогенидтік құралымдар шыны тәрізді күйде бола бермейді, бірақ шыны құрастырмайтын құралымдарға шыны жасау үшін қосылатын материалдарды табуға болады. Мұның мысалы – галлий сульфидіне негіделген шынылар. Галлий(III) сульфиді өздігінен шыныға айналмайды; алайда, натрий немесе лантан сульфидтерімен қосылғанда, ол шыны – галлий лантан сульфидін (GLS) құрайды. Соңғы уақытқа дейін халькогенидтік шынылардың (ChG) негізінен ковалентті байланысқан материалдар деп есептелгенімен, коваленттік желілік қатты денелер ретінде жіктеліп келді. Бірақ, қазіргі кезде 40 түрлі элементтік отбасыны қамтитын 265-тен астам әртүрлі ChG элементтік құралымдарды зерттеуге арналған толыққанды университеттік зерттеу, халькогенді шынылардың басым көпшілігі атом физикасының әлсіз ван дер Ваальс күштерімен байланысқандығын және ван дер Ваальс желілік қатты денелер ретінде дәлірек жіктелетінін көрсетті. Олар тек осы әлсіз VdW күштерімен ғана байланыспайды, сонымен қатар химиялық құрамына байланысты коваленттіліктің әртүрлі пайыздық үлесін көрсетеді.
Қолданбалар
[[Файл:CD RW төменгі жағы.jpg|thumb|right|CD RW (CD). Аморфты халкогенид материалдары CD және DVD жад технологиясының негізін құрайды, сондай-ақ электрондық түрде туындаған диэлектрлік өткізгіштік модификациясы.
Кейбір халкогенид материалдары жылумен шақырылатын аморфты-кристалдық фазалық өзгерістерге ұшырайды. Бұл оларды халкогенидтердің жұқа пленкаларында екілік ақпаратты кодтау үшін пайдалы етеді және қайта жазылатын оптикалық дискілер мен PRAM сияқты ұшпайтын жад құрылғыларының негізін құрайды. Мұндай фазалық өзгерістерге жататын материалдардың мысалдары GeSbTe және AgInSbTe. Оптикалық дискілерде фазалық өзгеріс қабаты әдетте ZnS = кремний диоксиді SiO2 диэлектрлік қабаттарының арасында орналасады, кейде кристалдануды ынталандыратын қабатпен бірге. Басқа, сирек қолданылатын материалдарға InSe, SbSe, SbTe, InSbSe, InSbTe, GeSbSe, GeSbTeSe және AgInSbSeTe жатады. Intel компаниясы өздерінің 3D XPoint жад технологиясының флэш-жадтан 1000 есе артық өнімділікке және жазуға төзімділікке қол жеткізетінін мәлімдейді. Халкогенид жартылай өткізгіштеріндегі электрлік ауысу 1960 жылдары пайда болды, осы кезде аморфты халкогенидтің электрлік кедергісі шекті кернеуден жоғары өткір, қайтымды өзгерістерге ұшырайтыны анықталды. Егер ток кристалл емес материалда сақталса, ол қызып, кристалл түріне өтеді. Бұл оған ақпарат жазылғанмен тең. Кристалл аймағы қысқа, күшті жылу импульсіне ұшырағанда балқи алады. Содан кейін жылдам салқындату балқыған аймақты шыны өтпелі кезеңінен қайтадан өткізеді. Керісінше, ұзаққа созылған, төмен интенсивті жылу импульсі аморфты аймақты кристалдастырады. Электрлік тәсілдермен халкогенидтердің шыны-кристалл түрленуін тудыру әрекеттері фазалық өзгерістік кездейсоқ сәйкес жадтың (PC RAM) негізін құрайды. Бұл технология ECD Ovonics компаниясымен коммерциялық қолдануға жақын деңгейге жеткізілді. Жазу операциялары үшін жылу импульсі электр тогымен беріледі. Оқу процесі шыны және кристалл күйлері арасындағы электрлік кедергінің салыстырмалы үлкен айырмашылығын пайдалану арқылы шекті кернеулерде жүзеге асырылады. Мұндай фазалық өзгерістерге жататын материалдардың мысалдары GeSbTe және AgInSbTe. Жады қолданудан басқа, аморфты және кристалл фазалар арасындағы механикалық қасиеттердің контрасты резонанстық наноэлектромеханикалық жүйелерде жиілікті реттеудің пайда болатын тұжырымдамасы болып табылады.
Зерттеу
Халкогенидтік шынылардың жартылай өткізгіш қасиеттері 1955 жылы Б. Т. Коломиец және Н. А. Горунова Иoffe институтынан, КСРО-дан ашылды.