【摘 要】
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相变存储器是通过物质相变来实现信息存储的一种存储器,利用电能(热量)使相变材料在晶态(低阻)与非晶态(高阻)之间相互转换,实现信息的读取、写入和擦除.相变存储器所讨论的相变是指物质在晶态和非晶态这2个相之间的改变,因此所指的相变材料也是指能够在晶态和非晶态之间发生相变的材料,这类材料的特别之处在于可以在适当的温度下以晶态或非晶态稳定的存在相当长的时间,而在达到适当的条件时,又能从一个相迅速地转变到
【机 构】
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北京科技大学材料科学与工程学院,北京100083
【出 处】
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第十届全国材料科学与图像科技学术会议暨校地企产学研合作创新论坛
论文部分内容阅读
相变存储器是通过物质相变来实现信息存储的一种存储器,利用电能(热量)使相变材料在晶态(低阻)与非晶态(高阻)之间相互转换,实现信息的读取、写入和擦除.相变存储器所讨论的相变是指物质在晶态和非晶态这2个相之间的改变,因此所指的相变材料也是指能够在晶态和非晶态之间发生相变的材料,这类材料的特别之处在于可以在适当的温度下以晶态或非晶态稳定的存在相当长的时间,而在达到适当的条件时,又能从一个相迅速地转变到另一个相.这种相变材料需要可以在有序且具有更低电阻的晶态,和无序且具有更高电阻的非晶态之间快速转换.所以目前最合适的相变存储材料就是Ge2Sb2Te5合金,同时也会利用掺杂等手段进一步提高其性能.本文采用磁控溅射法制备了不同Sn掺杂量的Sn-Ge2Sb2Te5 (Sn-GST)相变薄膜.首先,分析了Sn掺杂对GST薄膜结构的影响,X射线衍射(XRD)结果证明掺杂后Sn原子与晶格中的Te原子形成了面心立方(FCC)SnTe结构,并且在Sn掺杂量较多(≥26％)的Sn-GST薄膜中,250℃与400℃退火后的薄膜中均存在这种SnTe结构,同时Sn的加入会影响其从FCC到HEX的转变过程；其次,计算了不同Sn掺杂量下Sn-GST薄膜中FCC结构的晶格常数,并结合原子力显微镜(AFM)分析了不同Sn-GST薄膜的晶粒尺寸.晶粒尺寸与晶界的分布会改变半导体薄膜材料的电阻和电导激活能等电学性能；最后,还探讨了Sn-GST薄膜在相变过程中的取向关系,X射线检测的宏观织构与背散射电子衍射(EBSD)检测的微观取向结果显示,FCC结构的Sn-GST薄膜中存在{100}弱织构,HEX结构的Sn-GST薄膜中存在{0001}织构.EBSD统计得到的晶粒尺寸与取向差分布等数据可以用来进一步的讨论薄膜中的微观结构信息,且发现随着Sn掺杂量的增多,小角度的取向差比例逐渐减少.研究Sn-GST薄膜的晶体学织构强弱及其取向关系,有助于提高GST薄膜的性能,并从全新角度理解相变薄膜的可逆相变机理.
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