张会芳 文献综述定稿

《张会芳 文献综述定稿》由会员分享，可在线阅读，更多相关《张会芳 文献综述定稿（16页珍藏版）》请在装配图网上搜索。

1、文献综述题 目相变纳米薄膜的光学性质测试学生姓名张会芳专业班级电子科学与技术07-1班学 号200711010149院 （系）技术物理系指导教师（职称）翟凤潇（副教授）完成时间2011年5月1日相变存储材料的研究及应用1 引言信息的储存是信息系统的重要方面，信息储存是将获得的或加工后的信息保存起 来，以备将来应用。信息储存和数据储存应用的设备是相同的，但信息储存的思路， 即为什么要储存这些数据，以什么方式储存这些数据，存在什么介质上，将来有什么 用处，对决策可能产生的效果是什么等。只有正确的舍弃信息，才能正确使用信息。信息存储伴随着人类文明和科技的发展，从原始的存储方式到现在的高科技存储 技术

2、经历了一个漫长的时期。信息贮存材料在50 年前到现在一直是以磁记录为主。 磁盘的记录密度已经超过108bit/cm2，磁带为0.2x108。磁盘和磁带都是将磁粉（Y-Fe O铁氧体）涂在磁盘或有机膜上而成，产品的成本低，稳定性好。60年代发展 23出CrO2和以（Co+）改性的氧化铁粉是记录密度更高的材料。70年代发展出超微细铁 粉（0.2卩X0.02Q,到80年代（BaO6 Fe O ）钡铁氧体的超微细粉涂于（0.1pm直径）和23（0.01卩厚度圆盘）都具有良好的磁记录性能。从50年代就开始研究的金属薄膜记录， 目前已经发展出多种成分的薄膜材料：Co、CoNi、CoNiCr和CoCr/Ni

3、Fe垂直记录双 层薄膜等都具有广泛的应用和发展前途。从90年代发展起来的光储存和磁光储存的 光碟，储存密度高，可以达到（1010bit/cm2）,使用寿命长（105次）并且具有高保真度， 可以擦除。光碟的发展很快，目前已经普遍使用。2 相变信息存储技术奥弗辛斯基(Stanford Ovshinsky) 1在 1968年发表了第一篇关于非晶体相变的论 文，创立了非晶体半导体学。一年以后，他首次描述了基于相变理论的存储器：材料 由非晶体状态变成晶体，再变回非晶体的过程中，其非晶体和晶体状态呈现不同的反 光特性和电阻特性，因此可以利用非晶态和晶态分别代表“0”和“1”来存储数据。 后来，人们将这一原

4、理称为奥弗辛斯基电子效应。相变存储器是基于奥弗辛斯基效应 的元件，因此被命名为奥弗辛斯基电效应统一存储器(O UM)。2.1 相变存储器工作原理相变存储器(PCM)是一种非易失存储设备，它利用材料的可逆转的相变来存储 信息。同一物质可以在诸如固体、液体、气体、冷凝物和等离子体等状态下存在，这 些状态都称为相。相变存储器便是利用特殊材料在不同相间的电阻差异或者光学性能 差异进行工作。图 1-1 相变存储器的存储原理相变存储的基本原理是一种材料有两种独立稳定的结构态 -晶态和非晶态, 为了 克服二者的能量势垒, 必须给材料施加能量即激光脉冲和电流脉冲等才能在两种结 构态之间实现转换。相变硫属化物在

5、由无定形相转向结晶相时会表现出可逆的相变现 象。如图1 所示为相变存储的原理。在无定形相，材料是高度无序的状态，不存在结 晶体的网格结构。在不同的结构状态2下，材料表现出不同的光学或者电学性质。利 用不同的光学或电学性质实现二进制信息的记录。2.2 相变存储器目前基于相变材料的存储方式有光学存储和电学存储两种主要的方式。2.2.1 相变光盘所谓光存储技术，是通过光学方式在一个被称为光盘的圆盘上进行信息读写的技 术。光盘存储有许多自身独特的优点：数据存储容量大、密度高、寿命更长、信息的 信噪比高、可以非接触式读写和擦除等。但是光学衍射极限在很大程度上限制了存储的容量和密度。2002 年 8 月东

6、芝和 NEC 公司就利用蓝光激光器并结合两公司的相变存储提出下一代 DVD 格式，使得单 层和双层的存储容量达到27和50Gb. 2004年TDK公推出专业蓝光相变盘，存储量 是普通 DVD 盘的五倍可擦写 1000 次以上.经过三十多年的发展，光盘存储技术从LD（激光视盘）到CD （小型光盘），再到 DVD （数字多用光盘），直到目前的BD （蓝光光盘），取得了巨大成就，形成了世界 规模的庞大市场。可以预见光盘存储技术还将继续占据信息存储的重要地位 ，是光电 子领域中的支柱产业之一。表 1-1 三代相变光盘的性能指标比较光盘记录波单面容最小记录道间距扫描速率存取时间传输速率类型长（nm）量（

7、Gb）长度（nm）(mm)(m/s)(ms)(Mb/s)CD7800.658331.61.2-1.41004.32DVD6504.74100.743.843036-27BD405251490.3210-2010-2050-100数据来源： 2007 年 Phase change materials for rewriteable data storage2.2.2随机相变存储器(PCRAM)电学相变存储器利用的是存储材料两相间的阻抗差。由电流注入产生的剧烈的热 量可以引发材料的相变。相变后的材料性质由注入的电流、电压及操作时间决定。在 电存储器件中，电流脉冲作为焦耳热源实现记录信息的记录和擦除

8、。下一代非挥发性 电存储器件主要的一个方案就是随机相变存储器(PCRAM)。其操作原理是在低电压 的宽电流脉冲下实现晶态的低电阻态，在高电压窄脉宽电流作用下实现非晶态的高阻 态。一层硫属化物夹在顶端电极与底端电极之间。底端电极延伸出的加热电阻接触硫 属化物层。电流脉冲注入加热电阻与硫属化物层的连接点后产生的焦耳热引起相变。PCRAM 具有存储单元尺寸小、非挥发性、循环寿命长、稳定性好、功耗低和可 嵌入功能强等优点,特别是在器件特征尺寸的微缩方面的优势尤为突出 ,业界认为在 不久的将来FLASH将遭遇尺寸缩小限制,而PCRAM在65nm节点后会有越来越大的 技术优势。因此，PCRAM被认为是下一

9、代非挥发存储技术的最佳解决方案之一。 PCRAM 不仅在民用市场上有广阔应用前景, 在军事国防和航天航空电子领域也有非 常重要的应用。1045 nm32nnYear200120032005200720092011201390 nm wniiiAFLASH NOR FLASH NAND： PCM图 1-2 相变随机存储器的与其他存储器件的尺寸比较Intel于1999年开始PCRAM的研究，于2001年制备出4MB的样机。Samsung于2004年初成功制备出了 64MB的样片。从事PCRAM研究的机构基本是国外的几 家大公司,他们的研究重点都集中在 PCRAM 存储器的制备工艺和实现市场化的可行

10、 性等方面。与国际研究现状相比，我国对 PCRAM 的研究起步较晚。从 2003 年起4 5，以 中科院微系统与信息技术研究所为代表的研究所和高校（如上海交大、复旦、华中科 大等）开始从事 PCRAM 的研究，并得到政府的重视。中科院微系统与信息技术研究 所宋志棠和刘波带领的研究组先后获得了国家“863”、“973”等重大科研基金的资 助。目前我国在 PCRAM 的研究中也取得了显著的成果，并开发出了测试芯片。但是， 我们也应该看到，与国外资金雄厚的大公司和研究所相比，国内由于资金有限和相关 技术的劣势，在 PCRAM 方面的研究还存在较大的差距。前期工作主要围绕相变材料 和存储单元制备与性能

11、表征这两个最为关键的基础方向开展工作。为了打破专利限 制，微系统与信息技术所也开发了一些新材料如SiSbTe系列、SiSb系列并取得较好 的测试效果。目前我国在PCRAM的研究经过初期的摸索研究阶段逐渐转向器件的大 规模、集成化研究方面发展。2.2.3 其他新型相变存储技术除上述当今主流的相变光盘存储和具有诱人前景的PCRAM夕卜，还有一些基于相 变存储材料和技术的新型相变存储技术，如旨在提高存储密度突破光学衍射极限的超 分辨技术和探针诱导相变存储技术。J. Tominaga6 提出的超分辨近场结构，利用掩膜材料的特殊性质和合理的多层膜 结构设计来实现光学超分辨，弥补了传统近场方案中对伺服控制

12、系统精度要求高的缺 点，与传统的光盘技术也有很好的兼容性。超分辨近场薄膜结构如所示，为多层纳米 复合膜结构，一般都包括：非线性光学掩膜层，电介质层和记录层。非线性光学掩膜 层的作用主要是产生纳米尺度的局域光场，起到约束光斑大小和增强倏逝场光强作 用；掩膜层和记录层之间的电介质层主要用于精确控制掩膜与记录层的近场距离。在 激光束的照射下，靠掩膜层材料的光（热）致物理或化学变化形成类似于纳米探针的 孔径或散射中心，通过该“纳米探针”在紧靠掩膜层的记录层上记录、读出超分衍射 极限的记录点。Laser beamLensPolycarbonate diskSiN(70nm)Sb(I5nm)SiN(20n

13、m) Ge?Sb?Tes(15nm)SiN(20nm)图 1-3 超分辨进场结构相变光盘相变材料被广泛应用于超分辨近场光盘结构中。M. Kiwahara等发现 Super-RENS中AglnSbTe （或GeSbTe）的热效应起着很关键的作用。认为超分辨读 出和由于相变材料的熔化而导致的非线性反射率的变化有关“ 9。J. Tominaga】10】等 认为超分辨的读出机理是由于AglnSbTe, GeSbTe等硫系化合物的铁电效应引起的。 H. Kim等研究了三层结构（ZnS-SiO/ GeSbTe/ZnS-SiO）只读超分辨结构光盘，发现22 带有相变层的三层结构 具有很好的超分辨读出效果。采

14、用红光（波长 659nm， NA=0.6,读出衍射极限274nm）可以读出114nm的记录点，记录点尺寸为150nm时 CNR超过40dB，若采用蓝光单盘容量可达75GB。L P Shi等证实了相变材料SbTe 在超分辨结构中的重要作用。以上实验结论说明基于超分辨技术的相变存储器件可能 在今后大容量信息存储中具有重要的应用。由于不会受到光学衍射极限的限制，利用探针诱导相变可以实现纳米尺度的记录 从而达到更高的记录密度。扫描近场光学显微成像就是使用小于衍射极限的小孔径代 替显微物镜限制显微成像探测光束，当小孔与记录介质的距离在近场范围内做二维成 像扫描时，可以得到分辨率极高的记录像。S Gido

15、n【121等利用原子力探针在Ge2Sb2Te5 相变膜上面通过优化记录条件，实现了最小记录点为15nm尺度的信息位，使得记录 密度高达1Tbits/in2。Pandiand 13等溅射制备的20或40nm厚的非晶态Ge2Sb2+xTe5薄 膜。利用CAFM的热或电热方式实现数据的写入和读出。AFM针尖的电流写入非晶 态薄膜（沿厚度方向），通过探测记录点的电导性和形貌相对于非晶态背景的差异实 现读出。H F Hamann 等14 人报导了利用探针热效应存储的结果，他们展示了存储密度高 达 3.3 Tbit/in2 的可擦除相变记录原理，该记录密度该记录密度比目前的商业光存储技 术可达到的存储密度

16、高 3 倍。在他们的工作中，记录点由探针和一个薄膜加热器实现， 他们详细演示了薄膜纳米加热器的原理，这种薄膜加热器可以实现小于50 nm的超小 加热斑点，其实验结果和原理如图4所示。他们的实验结果表明，探针诱导的相变存 储数据的传输速率、能耗、位密度都具有很大的竞争力。图1-4探针存储的原理和结果：a:实验装置，b: 400Tbit/in2记录条件下形成的晶态记录点， c: 非晶态背景上的晶态记录点， d: 记录点被擦除。3 相变信息存储材料3.1 信息存储对相变材料的要求相变存储需要特殊的相变材料才能实现。尽管很多材料在固态时都具有多重相 态，但并不是所有的这些材料都具备相变存储材料的特征。

17、首先，材料应该具有较高 的晶态电阻率和较低的熔点，以尽量避免使用较大的电流引起高发热。其次，相变材 料的结晶速度要很快（纳秒级别），晶态和非晶态可循环次数高，以保证数据能够高 速重复写入。再次，材料的非晶态热稳定性好，结晶温度也要足够高，以保证相变存 储器可以在较高的温度下工作，数据也能够保存足够长时间。在结晶特性方面，擦除 过程中材料必须在很短的时间内完成结晶（50ns）,材料的结晶温度要高于423K,熔 点在873K左右，晶化激活能需大于2eV,非晶态必须具有较好的热稳定性，且相变 前后材料的体积变化较小；在电学性能方面,材料在非晶态与晶态之间的电阻差异应 足够大,晶态电阻率要较高等。一般

18、的材料很难具备这样的特性,只有某些特殊的材 料才能满足相变存储器的要求。表 1-2 PCRAM 存储对相变材料的要求相变存储器器件性能相变材料特性低的Reset电流较咼的晶态电阻率，较低的熔点较长的数据保存时间非晶态热稳定性好能在较咼的温度下工作结晶温度高短的信息擦除时间结晶速度快循环寿命长可循环次数较高噪声容限大非晶态电阻率/晶态电阻率大3.2 新颖的相变存储材料目前最常见的一类相变材料是含有周期表第六主族元素（又称氧族或硫族元素）的合金，Ovshinsky最早研究并实用化的相变材料是Te （碲）基合金，比如Te -Ge8515（锗）以及它和硫、磷、锑的掺杂物，但这类相变材料的响应时间仅为微

19、秒级别，不 能用于相变存储器中。在此基础上发展的第一批具有高速相变能力的相变材料为 GeTe （碲化锗）和Ge Te Sn Au（锗-碲-锡-金）合金，它们的出现激发了对1160425GeTe-Sb2Te3i5 比例链上的伪二元相变材料的陆续发现与持续研究，女口 Ge1Sb4Te7 Ge1Sb2Te4和Ge2Sb2Te5等材料在相图中都位于GeTe和Sb2Te3连线上。Ge-Sb-TeM （锗-锑-碲）系合金是其中研究最多、最为成熟的相变材料，无论在可擦写光盘还是 在相变存储材料中都得到了广泛的应用。当前SbTe 16系列相变材料也获得了较广 泛的研究。Ge-Sb-Te系合金中应用最为广泛的是

20、Ge Sb Te材料，它也被称为GST材料。恒225忆半导体公司（Numonyx）开发的相变存储器就是基于GST材料，目前已经或接近 实用化的相变存储技术也几乎都是围绕着GST合金展开研究OGST合金电学性能好, 在高温下也较为稳定。在此基础上， GST 材料还可以掺杂氮、氧、硅等元素以及二 氧化硅等化合物。Ge-Sb-Te系相变存储材料具有结晶速度快的特点，因此写入和擦 除速度都非常快，能够满足高速存储性能的要求。 Ge-Sb-Te 系相变材料具有快速晶 化特性的原因一般认为是这种合金是面心立方晶格结构，具有高度的对称性，这与具 有各向同性的原子分布的非晶态结构很相似，原子不需要运动很长的距

21、离即可完成相 变。此外，晶态和非晶态之间存在能量差，这种较大的能量差是材料高速相变的推动 力。4 相变材料的研究方法人类对硫系材料真正意义上广泛的研究是从上世纪60年代开始的,并致力于各种 Te 基二元、三元合金及其氧化物薄膜的擦写特性、反复擦写次数及数据寿命等方面 的研究, 同时试图了解合金中各元素的功能 ,以寻得最佳合金组成及浓度 , 并阶段性 地得出 GeSbTe 和 AgInSbTe 两种合金为目前可擦重写相变光盘的最佳记录膜材料这 一结论。虽然目前 GeSbTe 和 AgInSbTe 已经广泛应用于相变光盘存储，但是对相变 材料的相变机理仍然不完全清楚，对于相变材料独特性质的微观机理

22、解释，仍然没有 形成统一的认识。随着测试技术的发展，对相变材料的微观机理进行了深入的研究。 例如利用超快激光技术，对材料的快速相变过程进行超快时间分辨研究；利用高分辨 电镜技术，对材料微观结构的超高空间分辨研究；利用理论对相变机理的理论模拟研 究等。下面将就这几种主要的研究方法进行介绍。4.1 相变材料结构的研究对于材料结构的研究主要的手段是基于X射线衍射、X射线吸收、电子衍射等 技术。相变材料能够存储信息，是由于其微观结构在外加能量作用下可以发生可逆的 变化。因此对其结构的研究可以清楚其存储机理，优化存储性能等。T Nonaka17等利 用Rietveld方法的粉末X-ray衍射研究表明Ge

23、2Sb2Te5的亚稳相结构是NaCl型结构。2004年A.V.Kolobov等18采用X射线吸收近边结构（XANES）和扩展X射线吸收精细结构（EXAFS）研究了 Ge2Sb2Te5相变材料的结构并推测局部结构变化方式,通过对GST的晶态和非晶态的Ge-edge XANES光谱的模拟发现，只有在Ge的位置从八面体转变到四面体配位时，模拟才可以跟实验结果很好符合。这种解释与以往的 文献有着显著的不同之处,此前多数的研究认为重新非晶化过程一定要将材料熔化以 打破其中所有的化合键，而 Kolobov 则认为并不需要打断所有的键。此工作的另一 个意义在于第一次阐述了 GST 材料的精细结构,揭示了晶态

24、非晶态结构的相似性和 相变的易发性，是GST相变机理研究的一次重要突破。S. Shamoto等采用中子散 射实验方法，进一步证实Ge原子在非晶化过程中有大的位移。E T Kim20等人利用 高分辨透射电镜（HRTEM）在Ge2Sb2Te5直接观察到在非晶相到亚稳相转变过程中Ge 原子从四面体位置移到到八面体位置；同时观察到面心立方（fee）和六方结构伴生界 面，这些直接的实验结果强有力地支持了 Kolobov等人提出的伞状翻转相变模型。4.2 相变过程动力学研究对于激光-物质作用的超快过程研究，泵浦-探测技术是一种常用的方法。典型的 泵浦-探测技术是探测反射和透射束。in orMinorCWC

25、omputerPump LaStrAtletingiorPhotoiiodeFilterOsciJEoscopeQ0Q 口AlltTLuatorProbe LastriMirror图 1-6 双光泵浦 - 探测试验装置1999年，J Siegel等0人利用纳秒和皮秒分辨的实时反射率测量装置，研究了GeSb 晶态-非晶态互逆变化的动力学过程和条件。最近， H Huang 等22用双光泵浦-793探测技术对Ge2Sb2Te5相变动力学的研究表明，经过精心选择泵浦光的能量密度和初 始态，即使在同能量脉冲的作用下，相变材料也可以发生不同相态之间的转变，这是 与先前大量文献报导的不同之处。Y Fukuy

26、ama 等23利用 X-ray 同步泵浦-探测技术研究了 Ge2Sb2Te5 和 Ag3.5In3.8Sb75.0Te17.7（AIST）实时结构变化。与前面所述的泵浦一探测方法基本相似, 在探测过程中，利用X-ray和可见光同时探测。在衍射峰方向探测的X-ray强度变化 基本与反射率变化重合。对于Ge2Sb2Te5,从大约90-273纳秒的时间范围内衍射峰强 度是逐步增长的过程。而对于Ag3.5In3.8Sb75.0Te17.7这个过程主要发生在85-206纳秒的 时间范围内。也就是说Ag3.5In3.8Sb75.0Te17.7具有更快的晶化速度，这是由相变材料的 晶粒生长方式决定的。从衍射

27、峰宽度可以估算出晶体颗粒的大小，在整个过程中Ge2Sb2Te5晶粒基本保持70纳米左右，而Ag3.5In3.8Sb75.0Te17.7晶粒由58纳米左右经过300纳秒时间逐渐变为65 纳米左右。根据高分辨透射电镜的分析结果，作者提出了 晶化模型如所示。对于Ge2Sb2Te5而言，激光照射后晶核在整个转化的区域内生长, 在整个冷却过程中形成多个70纳米左右的晶粒。直到晶粒布满相变区域，由于互相 的限制而不再长大。对于Ag3.5In3.8Sb75.0Te”，激光照射后很快形成小的晶核，这些 小的晶核逐渐增长，最后互相合并。卜讥-j| . |町E|右邛轧诗Petk -dlhGrots flectio

28、nLatprirr4tfitiQn图1-7 Ge2Sb2Te5和Ag3 5In3 8Sb75 0Te17 7不同晶化生长机理模型示意图。4.3 相变材料第一性原理研究近十多年来，基于从头算（第一性原理）的理论研究方法在材料研究方面显的越 来越重要，并对材料设计具有很重要的指导作用。许多研究小组利用理论方法对于相 变材料的相变机理、微观结构等进行了深入系统的研究。Khang Hoang等人利用理 论方法研究了光存储用AgSb基三元硫相变合金,他们通过计算研究了 Ag和Sb原子 在合金中的结构排列和对电子特性的影响。M Wuttig 研究小组利用从头算基态计算方法对相变过程进行了讨论 25,该过程

29、 中建模的对象是GeSbTe。他们通过计算发现该材料体系的非晶与多晶状态的能量相124差无几,但是有着不同的精细结构和截然不同的物理性能;在多晶态中存在着局部的晶 格扭曲，在非晶态中也存在有八面体和四面体结构。同时他们认为在相变过程中Ge原 子的移动是最显著的,但是 Ge 的移动却不是材料电性能改变的主要原因,最主要原因 是 Te 原子电子态的改变使其更靠近费米能级26。 S Caravati 等人通过理论研究认为Ge2Sb2Te5非晶相中四面体和八面体共同存在。其中三分之一的Ge原子为四面体，而余下的 Ge 原子、 Sb 原子、 Te 原子则构成具有缺陷的八面体。在这种模型中四面体 和八面体

30、共存可以解释为何在存储器件中非晶相和晶相之间具有大的光学或者电学 对比度以及极快的相变速度。5 总结随着信息的多媒体化和网络的普及，信息的采集和管理体系更加复杂，目前信息 存储设备的容量和速度与人们生产、生活实践等需求之间的矛盾日益突出，发展超高 密度、超高速度的信息存储技术非常必要。相变薄膜是可擦重写相变光盘和相变随机存储器中的存储介质，在超分辨光存储 和光电混合存储中也发挥重要作用。相变薄膜的光学性质研究有助于加深对相变存储 机理的理解，可以为优化器件性能、发展新型相变存储技术提供有益的参考，具有很 强的学术和应用价值。本论文介绍了相变存储技术的发展过程及其原理，相变存储材料、器件的发展和

31、 现状，重点是相变存储介质及其机制在实验与理论方面的研究进展。参考文献1 S R Ovshinsky, Reversible electrical switching phenomena in disordered structures, Phys. Rev. Lett., 1968, 21(20):1450-1453.2 M Wuttig and C Steimer, Phase change materials: from material science to novel storage devices, Appl. Phys. A, 2007, 87: 411-4173 Andrea

32、L Lacaita and Dirk J Wouters, Phase-change memories, Phys. Stat. Sol. (a), 2008, 205(10) : 2281-22974 封松林，宋志棠，刘波等，硫系化合物随机存储器研究进展，微纳电子技术，2004, 41(6):1-75 刘波，宋志棠，封松林，我国 PCRAM 的研究现状与发展前景，微纳电子技术，2007, 44 (6): 51-566 J Tominaga, T Nakano, and N Atoda, An approach for recording and readout beyond the diff

33、raction limit with an Sb thin film, Appl. Phys. Lett., 1998, 73(15):2078-20807 M Kuwahara, T Shima, A Kolobov et al,Thermal origin of readout mechanism of light scattering super resolution near-field structure disk, Jpn. J. Appl. Phy., 2004, 43(1A): L8-L10.8 D Yoon，Super resolution read only memory

34、disc using super-resolution near-field structure technology, Jpn. J. Appl. Phys., 2004,43 (7B): 4945-49489 H Kim, Phase change super resolution near field structure ROM, Jpn. J. Appl. Phys., 2005, 44 (5B) 3605-360810 J Tominaga, T Shima, M Kuwahara et al, Ferroelectric catastrophe: beyond nanometre-

35、 scale optical resolution, Nanotechnology, 2004, 15:411-415.11 L P Shi, T C Chong, H B Yao et al, Super-resolution near-field optical disk with an additional localized surface plasmon coupling layer, J. Appl. Phys., 2002, 91 (12): 10209- 1021112 S Gidon, O Lemonnier, B Rolland et al, Electical probe

36、 storage using Joule heating in phase change media, Appl. Phys. Lett., 2004, 85(26):6392-639413 R Pandian, B J Kooi, G Palasantzas et al, Nanoscale electrolytic switching in phase-change chalcogenide films, Adv. Mater., 2007, 19:4431-443714 H F Hamann, M OBoyle, Y C Martin et al, Ultra-high-density

37、phase change storage and memory, Nat. Mater., 2006, 5:383-38715 M Lankhorst, B Ketelaars, and R Wolters, Low-cost and nanoscale non-volatile memory concept for future silicon chips, Nat. Mater., 2005, 4: 347-35216 Y Ling, Y Y Lin, B W Qiao et al, Effects of Si doping on phase transition of Ge 2Sb2Te

38、5 films by in situ resistance measurements, Jpn. J Appl. Phys., 2006, 45(part2, 12-16): L349-L35117 T Nonaksa, G Ohbayashi, Y Toriumi et al, Crystal structure of GeTe and Ge 2Sb2Te5 metastable phase, Thin Solid Films, 2000, 370 258-26118 A V Kolobov, P Fons, A Frenkel et al, Understanding the phase-

39、change mechanism of rewritable optical media, Nat. Mater, 2004, 3:703-70819 S Shamoto, N Yamada and T Matsunaga et al. Large displacement of germanium atoms in crystalline Ge2Sb2Te5, Appl. Phys. Lett., 2005, 86: 08190420 E T Kim, J Y Lee, Y T Kim, Investigation of the structure transformation behavi

40、or of Ge 2Sb2Te5 thin films using high resolution electron microscopy, Appl. Phys. Lett., 2007, 91: 10190921 J Siegel, C N Afonso and J Solis，Dynamics of ultrafast reversible phase transitions in GeSb films triggered by picosecond laser pulses, Appl. Phys. Lett., 1999, 75(20): 3102-310422 H Huang, F

41、 Y Zuo, F X Zhai et al, Fast phase change transition process of Ge2Sb2Te5 film induced by picosecond laser pulses with identical fluences, J. Appl. Phys., 2009, 106: 06350123 Y Fukuyama, N Yasuda, J Kim et al, Time-resolved investigation of nanosecond crystal growth in rapid-phase change materials:

42、correlation with the recording speed of digital versatile disc media, Appl. Phys. Exp., 2008, 1:04500124 K Hoang, S D Mahanti, J R Salvador et al, Atomic ording and gap formation in Ag-Sb-based ternary chalcogenides, Phys. Rev. Lett., 2007, 99 :15640325 W Welnic, A Pamungkas, R Detemple et al, Unraveling the interplay of local structure and physical properties in phase change materials, Nat. Mater., 2006, 5:56-6226 M Wuttig, D Lu sebrink, D Wamwangi et al, The role of vacancies and local distortions in the design of new phase change materials, Nat. Mater., 2006, 6:122-128