相变材料纳米粒子阵列中无序相到晶相转变的直接观察

我们利用时间分辨X射线衍射研究了20-80纳米相变材料Ge2Sb2Te5、氮掺杂Ge2Sb2Te5、Ge15Sb85、Sb2Te和掺Ag和In的Sb2Te颗粒中的无序-晶相转变。我们发现，除Sb2Te在温度约比覆盖膜高出40°C的情况下发生转变外，所有样品均经历相变，其结晶温度接近同种材料制备的覆盖膜的结晶温度。这些纳米粒子中有些显示出与厚膜相比的晶体学纹理差异。采用电子束光刻技术制造了这些纳米粒子的大面积阵列，保持样品温度远低于结晶温度，以生产完全处于无序相的颗粒。观察到直径小至20纳米的颗粒仍能经历该相变，表明相变固态存储技术应能缩小到这些尺寸。