揭示非晶相变材料中的玻色峰
材料科学
2024-04-29 v1 化学物理
摘要
玻色峰是非晶固体中的一种普遍现象。它可以被观察为在德拜模型之上对低温热容的异常贡献。非晶相变材料（PCM），如 Ge-Sb-Te，是一类具有快速结晶动力学的差玻璃形成体，在相变存储应用中备受关注。到目前为止，PCM 中是否存在玻色峰尚属未知，如果存在，它们与 PCM 性质的相关性也不清楚。在这里，我们研究了从几开尔文到液相线温度下，Ge15Te85 和 Ge15Sb85 之间结线上伪二元组成的热力学性质。我们的结果证明了在所有组成的非晶相中，10 K 以下的热容存在明显的玻色峰证据。通过使用德拜模型结合爱因斯坦模型拟合数据，我们提取了玻色峰的特征参数，并将其起源归因于非晶固体中动态缺陷的过剩振动模式。我们发现，尽管玻璃形成能力呈现非单调行为，但这些参数与合金的 Sb 含量几乎呈线性相关。过剩振动模式的较大贡献与玻璃转变温度 Tg 以下较大的焓弛豫宽度相关。在更广泛的背景下，我们表明玻色峰特征参数与 Tg 和动力学脆性的相关性因键合类型而异。具体而言，金属玻璃和传统共价玻璃表现出不同的依赖模式，而 PCM 表现出介于两者之间的特征。更深入地理解 PCM 中的玻色峰，有望基于在低温热容中观察到的特征来预测更高温度下的材料性质。
引用
@article{arxiv.2404.17226,
title = {Unveiling the Boson Peaks in Amorphous Phase-Change Materials},
author = {Jens Moesgaard and Tomoki Fujita and Shuai Wei},
journal= {arXiv preprint arXiv:2404.17226},
year = {2024}
}