真实器件尺度下相变存储器置位过程的百万原子模拟
材料科学
2025-01-14 v1 介观与纳米尺度物理
摘要
相变材料被用于多种使能技术，如存储级存储器、神经形态器件和嵌入微控制器中的存储器。这些应用的一个关键功能特性是过冷液相中的快速晶体成核和生长。在过去十年中，基于密度泛函理论（DFT）的原子模拟为这一过程的早期阶段提供了关键见解。然而，这些模拟仅限于几百个原子，时间尺度最多几纳秒。最近，通过利用机器学习技术，DFT模拟的范围得到了极大扩展。在本文中，我们展示了利用最近为原型相变化合物Ge₂Sb₂Te₅设计的神经网络势，可以在真实存储器器件的长度和时间尺度上模拟数百万原子模型中的结晶过程。模拟提供了晶体成核与从晶体/非晶边缘晶体生长之间微妙相互作用的生动原子图像。此外，模拟还量化了在器件置位过程真实条件下生长的大晶粒中控制电子输运的点缺陷分布。
引用
@article{arxiv.2501.07384,
title = {Million-atom simulation of the set process in phase change memories at the real device scale},
author = {Omar Abou El Kheir and Marco Bernasconi},
journal= {arXiv preprint arXiv:2501.07384},
year = {2025}
}