非晶态Ge1 Sb2 Te4原位加热TEM及PDF方法研究

摘要

相变存储被认为是最具潜力的新一代存储技术(三星公司已将其用于该公司部分手机中),引起了人们的广泛关注.相变存储通常是利用材料在晶态与非晶之间的电阻率或折射率的差异,来进行"0","1"的存储.作为相变存储材料一般要求以下几点:相变速度快且相变可逆,非晶态稳定性好,相变循环次数达106等.GeSbTe系列材料被认为是迄今为止性能最为优异的相变存储材料,人们一直热衷于对其原位晶化、非晶化过程及结构演变的研究.PDF方法是通过衍射信息进行傅里叶变换处理得到实空间的结构信息的局域结构研究方法。利用电子衍射进行PDF研究并结合高分辨技术，可以对材料进行原位观察及结构研究。因此，该方法广泛用于非晶及纳米晶材料的结构研究。rn 本文利用透射电镜对Ge1Sb2Te4材料进行了原位加热晶化研究，并利用PDF方法对加热过程中结构演变过程进行了研究。发现该材料在130℃左右有部分晶粒出现，然而对应的SAED并无明显变化。140℃时非晶态转变为中间相面心立方结构，直到200℃结构仍保持为面心立方相，并且晶粒尺寸并未发生明显长大。250℃时中间相已完全转变为六方相，此时晶粒发生了明显的长大，从而导致原本均匀的多晶衍射环也出现了一些衍射斑。PDF研究结果显示:随着温度径向分布函数发生着变化，表现为前3个峰的峰位及半峰宽发生变化，同时峰的数量也越来越多，这些变化与材料的局域结构及有序化程度存在着密切关系。