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西安交大科研人员在相变存储结晶化机理研究

币圈快讯 币圈快讯 2022年01月15日

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  ase-change memory基于硫族相变材料的相变存储器ph•▪▽,腾内存与固态硬盘例如Intel傲,存储器市场已进入全球△-☆,态硬盘SSD之间的性能缺口填补了传统内存DRAM与固◁•。合金Ge-Sb-Te(GST)相变存储器的核心功能层为锗锑碲▷◆。生的焦耳热对存储器件局部进行加热其工作原理是利用外加电脉冲所产,相之间进行快速可逆的结构相变驱动GST在其晶体相与非晶,阻差异则被用于“0△■”和“1”的二元逻辑值识别而GST非晶相与晶体相之间超过三个数量级的电。外此●◁,非线性连续变化可有效模拟生物神经元行为相变材料的逐步结晶化模式所引发的电阻△□。此因▼■,hic computing技术的重要材料载体之一GST合金被视为研发类脑计算neuromorp▼◇。路顶级会议VLSI上在2021年集成电▽★■,GST的类脑计算雏形芯片IBM公司发布了其基于。撑相变存储与类脑计算技术的核心GST合金的快速结晶化能力是支,制以及高温下较为随机的动力学过程但受制于GST复杂的化学成键机◁•,研究存在很大挑战该相变过程的理论。

  日近◇☆▽,与英国牛津大学研究人员通力合作西安交通大学◆-、意大利罗马大学,级别的大规模第一性原理分子动力学计算针对GST合金进行了纳米尺寸、纳秒▽△■,快速结晶的原子过程详细观测了GST◁▷◆,P方法开发了结晶度的量化指标并基于“原子位置重叠”SOA,分布行为以及反位缺陷的形成机制揭示了重结晶过程中的空位随机•▪◁。结晶计算结果基于GST重○●,关键的安德森局域化行为研究人员总结出了三种■◆,引起的准一维电子局域以及反位缺陷导致的准一维电子局域即空位聚集引起的准三维的电子局域、链状电子富集结构。ST器件SET状态的电学行为这三种电子局域化行为决定了G。外此▼▲•,理计算(最大模型包括3360个原子)通过十余种同族合金的大尺度第一性原,局域化行为的普适性研究人员阐明了电子,局域化为主的p型半导体材料并将硫族合金区分为以准三维▼▲,-Sb-Te、Sb2Te3等例如Ge-Sb-Te◆•、Sn=○,的n型半导体材料和以准一维局域化,-Bi-Te▼▼-、Bi2Te3等例如Pb-Sb-Te、Sn。式硫族半导体电子器件提供了理论指导这些发现为研发基于p型与n型混合。

西安交大科研人员在相变存储结晶化机理研究方面取得新进展

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