鍺系材料原位變溫結構檢測及其相變機理探討.pdf

1、從硫系相變材料被報道可用于半導體存儲器之后,相變材料加速了相變存儲技術的研究,并在上世紀80年代得到飛速發(fā)展。發(fā)展相變存儲技術的關鍵在于研究性能較好的相變材料,而鍺系化合物正是這樣一類重要的相變材料。
　　本文采用原位變溫XRD檢測技術,對鍺系相變材料在相變過程中晶體結構的變化進行分析,即研究不同溫度下材料出現(xiàn)的不同晶體結構,用Rietveld全譜擬合方法對晶體結構進行精修,結合密度泛函理論框架下的平面波贗勢方法對鍺系相變材料在不

2、同溫度下的晶體結構和相變過程進行了研究。
　　Highscore是X射線衍射儀附帶的XRD數(shù)據(jù)處理及分析程序,通過分析XRD數(shù)據(jù)及Rietveld全譜方法結構精修,可以研究不同溫度下樣品的晶體結構。對比論文中的實驗數(shù)據(jù)和結合精修結果可以得出下結論:隨著溫度的上升,GeTe的結構發(fā)生了變化,從室溫到300℃時,由非晶態(tài)轉變?yōu)榱浇Y構,晶胞體積膨脹;到400℃時,由六方結構又轉變?yōu)槊嫘牧⒎浇Y構,晶胞體積縮小,a、b方向的變化小,而c方

3、向的變化明顯。摻雜Bi后的GeTe(Ge1Bi2Te4)在135℃時由非晶變成六方結構的晶體,并隨著溫度進一步升高,衍射峰總體上逐漸變窄,結晶性逐漸變好,晶胞體積縮小,在溫度較高時晶胞體積變化較小。摻雜Sb后的GeTe(Ge2Sb2Te5)在160℃時由非晶變成六方結構的晶體,隨著溫度進一步升高,其晶胞的體積先受襯底影響而縮小后因受熱而膨脹。研究表明,元素摻雜可以降低GeTe相變材料的相變溫度。通過第一性原理計算出GeTe的電子密度分布