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类超晶格相变材料的热导率研究
发布时间:2015-9-6 18:58:13 作者:童浩 来源: 点击率:

       相变存储器(PCRAM)是利用电脉冲的热效应使相变材料在非晶高阻态(“0”)和晶态低阻态(“1”)的可逆转变来存储和擦写数据的下一代存储技术,相变材料的热学特性特别是热导率将极大地影响相变存储器的功耗、速度和可靠性。近年来,由两种不同特性的相变薄膜材料交替堆叠而成的类超晶格相变材料开始引起越来越多研究人员的兴趣,因为它既能提高PCRAM的速度又不会影响PCRAM的稳定性。但是,这种类超晶格相变材料的热导机制却依然不清晰,这对我们进一步提升PCRAM的性能造成了较大的限制。

  基于此,武汉光电国家实验室信息存储材料及器件研究团队博士生童浩在缪向水教授的指导下,首次准确测量了类超晶格相变材料的热导率,证实了采用类超晶格结构可减小相变材料的热导率,并发现随着其界面数的变化存在一个极小的热导率值,其测试结果与分子动力学模拟结果一致;还提出了一种基于Raman光谱的声子模式缺失机理来解释类超晶格相变材料的热导率小于传统相变材料的原因,并研究了这种热导率的减小对相变存储器性能的影响,发现采用类超晶格结构的PCRAM不仅操作电流小、擦写速度快(RESET时间可下降至2ns),还能显著减小存储单元之间的热串扰。这对相变存储器的实用化具有重要的现实意义。
  
该项工作得到了国家863项目(Nos.2009AA01Z113 and 2009AA01A402)的资助,相关成果已在Applied Physics Letters 98, 101904 (2011)发表。

 

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