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资料学院饶峰特聘传授在Science发布论文批评相变存储资料的液-液变化机制

公布日期:2019-06-14

饶峰传授于2019614日在Science发布论文,题为Catching structural transitions in liquids. Rao et al., Science 364, 1032–1033 (2019).

论文链接:http://science.sciencemag.org/content/364/6445/1032

相变随机动向存储器(Phase-change random-access memoryPCRAM)是最具潜力的新一代非易失性存储器,在改造现有冯诺依曼盘算体系架构、完成人工智能神经元盘算方面已成为业界、学界的研讨热门。PCRAM最明显的特性在于高操纵速率且数据非易失性:低温(600-700 K)下,相变存储资料可完成纳秒以致亚纳秒级高速晶化;而在室温(300 K)下,非晶态数据可完成十年以上的波动坚持。这阐明相变资料的过冷液相(supercooled liquid phase)在玻璃变化温度Tg与熔点Tm之间存在着宏大的动力学变革(kinetics change),但是这种动力学反差的微观构造来源却一直是个谜。这是由于,相变资料疾速的(纳秒-亚纳秒)晶化特性致使探测其过冷液相中的构造变化(Liquid-liquid phase transitionLLPT)变得极具应战,需接纳超快(飞秒级)日期辨别手腕方能在晶化发作之前捕获构造信息。

经过接纳飞秒级同步辐射硬X射线衍射技能,Zalden等人发明AgInSbTeGe15Sb85两种典范的相变资料的过冷液相中存在一种LLPT,即短顺序上存在Peierls distortion增大(原立方晶格八面体中六个较均一的化学键破裂为三长三短键),以及中顺序上的绝对应的化学键的是非调制。过冷液相在淬火进程中,阅历此LLPT后,原子间电子局域化水平加强,致使液相体系愈加粘滞(原子迁徙受阻):即LLPT之前低温的脆性(fragile)液相变化为LLPT之后高温的刚性(strong)液相,证明此LLPT正是过冷液相动力学变化的构造诱因,发作了Fragile-to-strong crossover。这一发明提醒了相变存储资料低温高速晶化且高温数据非易失特性的物理实质,为设计功能更为优秀的新型相变资料提供了弱小的实行查验武器;有助于放慢开展基于PCRAM的高功能通用型存储器与类脑神经元盘算器件。

该任务取得了国度天然迷信基金良好青年基金项目、广东省根底研讨严重项目、深圳市根底研讨结构与自在探究项目标赞助。888sl集团网址资料学院为本论文第一通讯单元;资料学院饶峰传授为本论文第一、通讯著作人,西安交通大学张伟传授与美国约翰霍普金斯大学马恩传授为配合通讯著作人。

饶峰传授关于高功能缓存型超快(亚纳秒级)相变存储资料ScSbTe的研讨任务发布在201711Science上:Reducing the stochasticity of crystal nucleation to enable sub-nanosecond memory writing. Rao et al., Science 358, 1423–1427 (2017). ScSbTe资料的超快(亚纳秒级)晶化与非易失性特性异样得益于潜伏LLPT诱发的动力学Fragile-to-strong crossover

 

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