由二维与三维子层组成的亚稳态超晶格中准金属键与共价键的转化
材料科学
2022-12-07 v1
摘要
准金属键与共价键之间键型的可逆转化在数百万次循环中发生,成为通用存储器最有前景的基础之一。由于此类转化发现于亚稳态中,即通过空位重分布从稳定态扩展出的晶体结构类别,对空位动力学行为的研究需求极高。然而,由于实验分析的困难,此类研究仍然缺乏。本文中,通过对空位化学态演化的直接观测,结合电荷密度分布、电导率和晶体结构分析,阐明了其行为。空位的位点切换因独特的活化密码而逐渐发生且能垒发散——空位的积累触发沿原子面的自发滑移以缓解静电排斥。该行为的研究可进一步应用于由 Sb2Te3(二维)和 GeTe(三维)子层组成的多相超晶格,其表现出优越的存储性能,但因其复杂性其工作机制仍在争论中。当在 Sb2Te3(二维)与 GeTe(三维)子层界面上由构型熵增益(静电焓损失)驱动形成 Te-Te 键作为物理吸附(化学吸附)时,位点切换是有利的(受抑制的)。根据子层间界面类型,超晶格的相被分类为亚稳态与稳定态,其中转化仅能在亚稳态中实现。从通过空位动力学行为与亚稳性对这一工作机制的全面理解出发,期望在多种材料中开展面向空位工程的研究。
引用
@article{arxiv.2209.14433,
title = {Conversion between metavalent and covalent bond in metastable superlattices composed of 2D and 3D sublayers},
author = {Dasol Kim and Youngsam Kim and Jin-Su Oh and Changwoo Lee and Hyeonwook Lim and Cheol-Woong Yang and Eunji Sim and Mann-Ho Cho},
journal= {arXiv preprint arXiv:2209.14433},
year = {2022}
}
备注
32 pages, 4 figures