硫系相变材料中局域关联结构的光致超快转变
材料科学
2022-09-26 v2
摘要
揭示具有复杂晶格结构的功能材料中的成键及随时间演化的原子动力学，能够更新关于其中丰富物理的基本认知，并有助于按需调控材料性质。作为最具代表性的硫系相变材料，Ge2Sb2Te5 因快速的切换速度与低能耗而广泛应用于光数据存储与非易失性电存储器。然而，原子尺度上结构动力学的根本理解仍不清楚。利用飞秒电子衍射、结构因子计算与 TDDFT-MD 模拟，我们揭示了 Ge2Sb2Te5 平均岩盐相中局域关联结构的光致超快转变。Ge2Sb2Te5 平均岩盐相中单元胞间随机取向的 Peierls 畸变被称为局域关联结构。单个单元胞内局域 Peierls 畸变的超快抑制导致了在约 0.3 ps 内从菱方几何到立方几何的局域结构变化。此外，我们量化并讨论了载流子弛豫与大量空位对超快结构响应的影响。我们的工作为相变材料中局域关联结构对瞬态结构与光学响应的贡献提供了新颖的微观见解。进而，我们强调飞秒电子衍射在揭示亚单元胞局域关联结构，以及具有复杂微结构的功能材料中局域关联结构与物理性质之间联系方面的重要性。
引用
@article{arxiv.2109.05705,
title = {Photoinduced ultrafast transition of the local correlated structure in chalcogenide phase-change materials},
author = {Yingpeng Qi and Nianke Chen and Thomas Vasileiadis and Daniela Zahn and Helene Seiler and Xianbin Li and Ralph Ernstorfer},
journal= {arXiv preprint arXiv:2109.05705},
year = {2022}
}