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锑和碲(或GST)组成的相变材料中单个晶体的纳米级生长

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在物理评论快报的一篇文章中解决了这个问题,由京都大学领导的一个科学家团队观察了在应用高浓度的锗,锑和碲(或GST)组成的相变材料中单个晶体的纳米级生长。有动力的太赫兹脉冲作为触发器。在电场下结晶和非晶化的一个原因很难控制的是与电输入相关的微米尺度的热扩散效应,这也有助于结晶,该组织负责人Hideki
Hirori解释道。幸运的是,太赫兹技术已经成熟到可以使用短脉冲产生强电场同时抑制加热效应的程度。

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Hirori和他的同事开发了一种太赫兹脉冲发生器,在一对金天线上提供超短和高强度的太赫兹脉冲。这些脉冲在GST样品中产生与电切换装置相当的电场。重要的是,这种方法大大减少了热扩散,因为太赫兹脉冲的持续时间极短

科学家团队在太赫兹范围内创造了世界上最强大的电磁脉冲,以精确控制数据存储材料如何切换物理形态。这一发现有助于找到缩小内存设备的方法,最终彻底改变计算机处理信息的方式。

光盘可能不再流行,但它们可能激发了下一代计算机纳米技术的灵感。CD中的玻璃层由相变材料组成,当光脉冲导致层的小区域中的晶体生长或熔化时,该相变材料可以用信息编码。由电脉冲触发的相变材料

  • 大约1皮秒或10-12秒 –
    能够精确控制GST结晶的速率和方向。结晶区域在场的方向上在金天线之间以直线生长,每脉冲几纳米。

当团队跟踪逐步改变结晶同时增加太赫兹脉冲的数量时,他们惊讶地发现,在某一点之后,晶体电导率迅速加快而不是随着太赫兹强度的增加而上升。研究人员推测,晶体中各状态之间的电子跳跃会给系统带来意想不到的热源,从而促进结晶。Hirori解释说:我们的实验揭示了如何实现GST中纳米级和方向控制的晶体生长。我们还发现了一种应该有助于新器件设计的现象,并最终实现了这种材料快速稳定的数字信息处理潜力用。

  • 而不是光 –
    将提供新的存储器技术,其操作比许多当前类型的存储器设备更稳定和更快速。此外,相变材料中的缩减存储位置可以增加存储密度。但由于难以控制晶体生长
  • 结晶 – 和熔化 – 非晶化 – 过程,这仍然具有挑战性。

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