納米尺度相變記錄材料的製備及其相變機理研究

《納米尺度相變記錄材料的製備及其相變機理研究》是依託華中科技大學，由童浩擔任項目負責人的青年科學基金項目。

基本介紹

• 中文名：納米尺度相變記錄材料的製備及其相變機理研究
• 項目類別：青年科學基金項目
• 項目負責人：童浩
• 依託單位：華中科技大學

中文摘要

相變存儲器被認為是最有潛力的下一代半導體存儲技術之一。隨著存儲容量的不斷提升，相變區域達到納米尺度，導致其相變行為與塊狀材料產生較大差異，納米尺度上的相變將是依賴於尺寸、由界面決定以及與環境相關的。本項目擬採用濺射與電子束光刻相結合的方法製備三維都達到納米尺度的納米點陣列，同時還將研究可在較低溫度工作的新型化學製備方法- - 電化學沉積法來製備具有與之不同表面狀態的相變納米線。分析尺寸效應、界面應力、表面缺陷等對納米相變材料的熱、電輸運特性的影響，研究採用納米尺度相變記錄材料對器件性能的改善作用，並探討相變存儲器可能存在的尺寸極限。通過第一性原理計算納米相變材料的能帶結構、態密度、介電常數等參量，模擬納米相變材料的晶化過程，並與實驗結果進行比照分析，以此建立有關納米尺度相變材料的相變機理的理論模型。這對於開發更適應於尺寸減小的相變記錄材料、進一步提升相變存儲器容量具有重要指導意義。

結題摘要

相變存儲器被認為是最有潛力的下一代半導體存儲技術之一。 隨著存儲容量的不斷提升，相變區域達到納米尺度， 導致其相變行為與塊狀材料產生較大差異，納米尺度上的相變將是依賴於尺寸、由界面決定以及與環境相關的。本項目提供了兩種小尺寸納米相變材料的製備方法，設計了專門針對納米相變材料的相態及相變溫度測試方法，通過分析尺寸效應、界面應力、表面缺陷等對納米相變材料的熱、電輸運特性的影響，研究採用納米尺度相變記錄材料對器件性能的改善作用。採用濺射與電子束光刻相結合的方法製備出了基於納米相變材料的相變存儲單元，並探討相變存儲器可能存在的尺寸極限。單元讀寫性能測試表明納米相變存儲器表現出顯著的低功耗優勢和多值存儲特性，並基於結晶動力學模擬研究了其物理根源，這為研製超高密度相變存儲器打下了堅實的基礎，尤其是為三維存儲器 3D-Xponit 存儲器的最佳化提供了新的思路，將進一步推動具有自主智慧財產權的新型存儲器技術走向市場。