一阶原理热力学分析：燕石化合物相变材料
材料科学
2026-05-01 v1
摘要
硫化物相变材料（PCM）是非易失存储器和可重构光子技术中的重要材料。GeTe-Sb2Te3 混合系统，通常称为GST，是最为人熟知的PCM族，但新的PCM材料仍需研发，以拓宽可达的性质空间，同时保持快速开关性能。本文提出了一种受奥斯特瓦尔德规则启发的热力学框架，用于理解和识别PCM材料。由于直接建模相转移动力学计算成本高昂，本文采用第一性原理计算，对沿二进制-二进制连线及其多态形态的燕石化合物混合物能量进行系统评估。通过比较基态结构和金属态结构，评估相稳定性、混溶性以及GST类类似多态介导的结晶路径在广阔组成空间中的可能性。该计算复现了GST及相关系统的已知行为，并识别出若干具有相似特征的有前景的混合物。这些结果提供了对为何某些PCM系统更为可取的见解，并将热力学多态筛选确立为未来PCM发现的实用途径。
引用
@article{arxiv.2604.27120,
title = {First-Principles Thermodynamic Analysis of Ternary Chalcogenide Phase Change Materials},
author = {Felix Adams and Ichiro Takeuchi and Carlos Ríos Ocampo and Yifei Mo},
journal= {arXiv preprint arXiv:2604.27120},
year = {2026}
}