Механизм памяти на фазовых переходах смоделирован на атомном уровне

 


Ученые из Кембриджского университета опубликовали в Nature Materials статью с подробным описанием (на атомном уровне) явлений, происходящих при фазовом переходе вещества из аморфного состояния в кристаллическое.

Объектом исследований были материалы, перспективные с точки зрения сохранения информации в различных электроных устройствах. В состав всех изученных материалов входили элементы германий, сурьма и теллур.

Возможность создания памяти на фазовых переходах была открыта сравнительно недавно, и до сих пор не было ясного понимания, насколько реальна такая возможность. Во многом это связано с нанометровыми (порядка 10 нм) масштабами активной области и с чрезвычайно быстрым (около 1 нс) протеканием процесса перехода из аморфного состояния в кристаллическое под действием электрического или оптического импульса.

Стивен Эллиот (Stephen Elliott) и Иожеф Хегедюс (Jozsef Hegedus) разработали компьютерную модель, которая воспроизвела полный цикл превращения материала состава Ge2Sb2Te5 при нагреве и расплавлении и последующем остывании и кристаллизации. Наиболее интересным результатом моделирования оказалось формирование при остывании расплава циклических структур из атомов Ge, Sb и Te. Эти атомы располагались в одной плоскости, образуя почти квадратную форму. Циклические структуры при дальнейшем остывании сохранялись и играли роль центров кристаллизации.

Подход к моделированию процесса с помощью методов молекулярной динамики может оказаться очень полезным при создании новых материалов, в которых фазовый переход будет происходить еще быстрее или при более низких температурах, а также при изучении воздействия добавок таких элементов, как азот, сообщает PhysOrg.


Источник: CNews.ru