结晶机制调控的相变材料:Te 端边界上的量子效应
材料科学
2020-11-24 v1
摘要
尽管由硫族化物构成的相变材料(PCMs)具有不同的结晶机制(CM),例如成核主导的 Ge2Sb2Te5 (GST) 和生长主导的 GeTe (GT),但揭示 CM 的本质原因及其调控特性仍是一个长期难题。在此,我们显著发现不同体系中 Te 端 (111) 边界(TTB)具有截然不同的稳定性,这为理解 CM 的差异提供了一条途径。其源于分子轨道理论的量子效应:最优的局域化学成分导致 GST 中形成无悬键(DB)的 TTB,而 GT 中形成有 DB 的 TTB,其中 DB 因其扭曲的局域环境不匹配 p 轨道的 Oh 对称性而使边界失稳。此外,GST 中的内部空位浓度可由 TTB 改变和控制,这表现为小晶粒碳掺杂 GST 中因内部空位最小化而缺失立方到六方的相变。最后,电荷输运性质(CTP)通过邻近电荷或空穴密度以及空位的变化受边界调控。这些发现为利用 CM 调控 CTP 打开了大门,这对于实现低功耗和超快器件是必要的。
引用
@article{arxiv.2011.11159,
title = {Crystallization Mechanism Tuned Phase-Change Materials: Quantum Effect on Te-Terminated Boundary},
author = {Wen-Xiong Song and Qiongyan Tang and Jin Zhao and Muriel Veron and Xilin Zhou and Yonghui Zheng and Daolin Cai and Yan Cheng and Tianjiao Xin and Zhi-Pan Liu and Zhitang Song},
journal= {arXiv preprint arXiv:2011.11159},
year = {2020}
}
备注
16 pages, 8 figures