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非晶态GeTe纳米薄膜中Ge原子的近程结构
发布时间:2015-9-6 18:29:13 作者: 来源: 点击率:

      相变随机存储器(PCRAM)作为极具潜力的下一代新型非易失性存储器,具有高存取速度、高可擦写次数、与CMOS工艺兼容、以及高容量等优点。相变存储器利用相变材料在晶态和非晶态的两态电阻差异来存储数据,非晶态相变薄膜材料在厚度进入纳米尺度后,相变温度随着膜厚减小指数上升,且在相变发生的温度区间,电阻突降的趋势变缓,这些现象说明随着相变材料薄膜厚度的减小,其非晶态微观结构发生了显著变化。

光电信息学院微电子学系博士生余念念在缪向水教授的指导下,利用共焦显微拉曼光谱仪结合表面增强拉曼技术研究了非晶态相变材料GeTe纳米超薄膜的拉曼振动模式相较于相同条件下制备的非晶态厚膜的拉曼振动模式的变化,揭示了在短程有序度较高的非晶态GeTe薄膜中,随着薄膜厚度从100nm降至3nm,一部分Ge原子由处于缺陷八面体中心变化为处于四面体中心,对应其成键方式也由纯p键变成sp3杂化成键,键角由90°变成109°。同时,利用第一性原理分子动力学计算了GeTe纳米超薄膜和GeTe块体材料的非晶态结构,分析了其中Ge原子的成键数目分布、键角分布函数和键结构参数,表明在非晶态GeTe纳米超薄膜中有更多的处于四面体成键模式的Ge原子,而这种短程结构与晶态GeTeNaCl型面心立方结构差异更大,因此需要更高的能量阈值将其激发至稳定的晶态结构。

该项工作得到了863项目(No. 2011AA010404)的资助,相关成果发表于Applied Physics Letters 103,061910 2013)。(余念念  供稿)

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