纳米尺度效应与锑硒化物薄膜的非晶态冻结转变在相变存储器中的应用

《CrystEngComm》：Nanoscale effect and amorphous frozen transition of antimony selenide thin films for phase change memory

SbSe薄膜厚度变化系统影响热电光学性能，结晶温度、电激活能及数据保留率随厚度减小显著提升，XRD证实厚度增加促进结晶与晶粒生长，光学带隙减小，表面粗糙度降低，分子动力学模拟揭示无定形冻结相变演化机制，密度泛函理论分析结构电子特性，为优化相变存储器提供理论支撑。

　　

通过磁控溅射技术在SiO₂/Si基底上沉积了具有不同纳米尺度尺寸的Sb₆₆₃₄（SS）薄膜。系统地研究了薄膜厚度变化对其热、电和光学性能的影响。随着薄膜厚度的减小，结晶温度、电激活能和十年数据保持能力显著提高。X射线衍射的结果表明，增加薄膜厚度可以促进结晶过程并增大晶粒尺寸。通过反射光谱拟合的光学带隙随厚度增加而减小。对SS薄膜的表面形貌和均方根粗糙度的测量表明，较薄的薄膜具有更平坦的表面。电流-电压和电阻-电压数据证实，基于较厚薄膜的相变随机存储器具有更低的RESET功耗。此外，采用从头算分子动力学方法模拟非晶态转变的过程，同时通过密度泛函理论系统地研究了其他物理性质，如结构特征和电子构型。我们的研究不仅揭示了不同尺度薄膜的性能，满足了超高速、高热稳定性和低功耗相变存储器的需求，还有助于控制薄膜的尺度以调整相变特性，从而获得更好的综合性能。