《新型核殼結構相變納米線的構築及其多態存儲特性研究》是依託陝西師範大學，由盧紅兵擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：新型核殼結構相變納米線的構築及其多態存儲特性研究
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：盧紅兵
- 依託單位：陝西師範大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
本項目擬採用先進的“質量選擇團簇束流源技術”製備尺寸高度均一的金納米糰簇，通過控制矽襯底上金團簇催化劑的尺寸與密度分布，並結合對氣相法中溫度、氣壓等參數的調控，可控地合成尺寸均一的硫系化合物相變納米線；深入研究納米線直徑對其相變存儲器件存儲性能的影響；結合實驗與第一性原理計算，研究N/Zn/Ni可控摻雜對Ge2Sb2Te5（GST）納米線存儲單元閾值電壓、功耗、晶態/非晶態電阻等性能的影響；在此基礎上，構築核層與殼層成分差別小、晶格失配低的具有穩定多態存儲性能的核殼結構納米線（如N-GST/GST、Zn-GST/GST），研究相變過程中核殼結構納米線的晶相、成分和界面的具體變化信息，闡明其多態存儲機理，揭示核殼納米線的微觀構造（如：核層N/Zn含量、核層直徑，殼層厚度）與其巨觀多態存儲性能和器件可靠性的內在聯繫，為新型多態存儲材料的研發及低功耗、高密度相變存儲器的研製提供實驗和理論依據。
結題摘要
探索了“質量選擇團簇束流源”設備的工藝參數，可控地製備了多種貴金屬納米糰簇。所製備的團簇具有較小的尺寸和較好的單一性和分散性，這些貴金屬團簇在相變納米線製備及材料改性領域具有重要套用。採用Au催化的化學氣相沉積法，在Si基片上可控生長了GeTe硫系化合物相變納米線。我們通過Au催化劑顆粒尺寸和GeTe粉末量來調控GeTe納米線的直徑。結果表明GeTe納米線直徑隨著Au催化劑顆粒尺寸和GeTe粉末量的增加而增加。通過調控Au催化劑顆粒尺寸和GeTe粉末量，得到了直徑可調的GeTe納米線。基於吉布斯-¬湯姆遜效應過飽和度的理論，分析了Au催化劑顆粒尺寸和GeTe粉末量對GeTe硫系化合物納米線直徑的影響機制。採用熱退火觸發了Ge2Sb2Te5材料非晶到晶態的相變。研究了不同退火溫度對Ge2Sb2Te5材料結構和晶粒尺寸的影響。隨著退火溫度的增加，薄膜顆粒尺寸逐漸增加；進一步增加退火溫度至400 °C，Te原子會擴散至薄膜表面並蒸發。採用納秒雷射照射觸發了Ge2Sb2Te5材料非晶到晶態的相變。研究了雷射照射對Ge2Sb2Te5薄膜相變和形貌的影響，40 mJ/cm2的單脈衝納秒雷射（20 ns）即可觸發Ge2Sb2Te5由非晶態向FCC態轉變。採用熱退火觸發了GeTe材料非晶到晶態的相變，研究了熱退火溫度對GeTe材料結構和光學反射率的影響。隨著退火溫度的增加，(202)衍射峰位逐漸向低角方向移動，d(202)面間距逐漸增加，這可能與退火薄膜中存在大的壓應力有關。薄膜的光學反射率測試表明我們製備薄膜的晶態和非晶態具有高的反射率對比度。以上結果表明我們製備的GeTe材料在光學相變存儲領域具有較好的套用潛能。將“質量選擇團簇束流源技術”製備的小尺寸的Ag納米糰簇套用到氣敏領域，獲得了顯著增強的氣敏性能。上述相關研究為相變納米線的可控制備及低功耗、高密度相變存儲器的研製提供了有益的參考。共發表科研論文23篇論文，其中21篇為SCI收錄。培養了5名碩士研究生，其中一名研究生碩博連讀。
