Aplicación de Habas al PCM y a las Tecnologías de Almacenamiento Ópticas de los Datos

Published on September 16, 2010 at 8:57 PM

La capacidad de los materiales del fase-cambio a fácilmente y rápidamente transición entre diversas fases les ha hecho el objeto de valor como fuente de baja potencia del almacenamiento no volátil o “de destello” de la memoria y de datos.

Ahora una nueva clase entera de los materiales del fase-cambio ha sido descubierta por los investigadores con el Laboratorio Nacional de Lorenzo Berkeley (Laboratorio de Berkeley) y la Universidad de California (UC) Berkeley que se podrían aplicar a las tecnologías de la memoria de acceso aleatorio del cambio de fase (PCM) y posiblemente al almacenamiento de datos óptico también. Los nuevos materiales del fase-cambio - aleaciones nanocrystal de un metal y de un semiconductor - se llaman las “Habas,” para los nanostructures binarios de la eutéctico-aleación.

Este diagrama esquemático muestra las curvas de la entalpía bosquejadas para las fases líquidas, cristalinas y amorfas de una nueva clase de los nanomaterials llamados las “Habas” para la Eutéctico-Aleación Binaria Nanostructures. (Cortesía de Imagen de Daryl Chrzan)

“Cambios de Fase en las Habas, volviéndolas de cristalino a los estados amorfos y cristalinos, puede ser inducido en una cuestión de nanosegundos por la corriente eléctrica, la luz laser o una combinación de ambos,” dice Daryl Chrzan, físico que lleve a cabo citas comunes con la División de las Ciencias Materiales del Laboratorio de Berkeley y el Departamento de Uc Berkeley de la Ciencia Material y de la Ingeniería. “Trabajando con los nanoparticles del estaño del germanio embutidos en sílice como nuestras Habas iniciales, podíamos estabilizar las fases sólidas y amorfas y podríamos sintonizar la cinética de la transferencia entre los dos simple alterando la composición.”

Chrzan es el autor correspondiente en una información de papel los resultados de esta investigación que se ha publicado en el gorrón NanoLetters titulado “Aleación Eutéctica Binaria Embutida Nanostructures: Una Nueva Clase de los Materiales del Cambio de Fase.”

Co-Siendo autor del papel con Chrzan eran Swanee Shin, Guzman Juliano, Chun-Wei Yuan, Christopher Liao, Cosima Boswell-Koller, Piedra de Peter, Óscar Dubon, Menor de Andrew, Masashi Watanabe, Jeffrey Beeman, Parentescos Yu, Ager de Joel y Eugene Haller.

“Qué hemos mostrado somos que los nanostructures eutécticos binarios de la aleación, tales como puntos del quantum y nanowires, pueden servir como materiales del cambio de fase,” Chrzan dice. “El clave al comportamiento que observamos es el embutir de nanostructures dentro de una matriz de los volúmenes del nanoscale. La presencia de este interfaz del nanostructure/de la matriz hace posible un rápido enfriando eso estabiliza la fase amorfa, y también nos permite sintonizar la cinética de la transformación del material del fase-cambio.”

Una aleación eutéctica es un material metálico que funde en la temperatura posible más inferior para su mezcla de componentes. La pasta de estaño del germanio es una aleación eutéctica que ha sido considerada por los investigadores como material prototípico del fase-cambio porque puede existir en la temperatura ambiente en un estado cristalino estable o un estado amorfo metaestable. Chrzan y sus colegas encontraron que cuando los nanocrystals del estaño del germanio fueron embutidos dentro del sílice amorfo los nanocrystals formaron un nanostructure bilobed que era semiconductor cristalino metálico y medio a medias cristalino.

“El fundir de siguiente de enfriamiento del laser pulsado del Rapid estabiliza un estado metaestable, amorfo, compositivo mezclado de la fase en la temperatura ambiente, mientras que la calefacción moderada seguida por un enfriamiento más lento vuelve los nanocrystals a su estado cristalino bilobed inicial,” Chrzan dice. “El sílice actúa como tubo de ensayo pequeño y muy limpio que linde los nanostructures de modo que las propiedades del interfaz de BEAN/silica puedan dictar las propiedades únicas del fase-cambio.”

Mientras Que no han caracterizado todavía directamente las propiedades de transporte electrónicas del bilobed y las estructuras amorfas de la HABA, de estudios en los sistemas relacionados Chrzan y sus colegas cuentan con que el transporte así como las propiedades ópticas de estas dos estructuras serán substancialmente diferentes y que este la diferencia será armoniosa con cambios de la composición.

“En el estado aleado amorfo, preveemos que la HABA visualice normal, conductividad metálica,” Chrzan dice. “En el estado bilobed, la HABA incluirá una o más barreras de Schottky que se puedan hacer para funcionar como un diodo. Con objeto de almacenamiento de datos, la conducción metálica podría significar un cero y una barrera de Schottky podría significar el.”

Chrzan y sus colegas ahora están investigando si las Habas pueden sostener fase-cambios relanzados y si el cambiar hacia adelante y hacia atrás entre las estructuras bilobed y amorfas se puede incorporar en una geometría del cable. También quieren modelar el flujo de la energía en el sistema y después utilizar esto que modela para adaptar los pulsos pálidos/actuales para las propiedades óptimas del fase-cambio.

Las caracterizaciones "in-situ" de la microscopia electrónica de Transmisión de las estructuras de la HABA fueron realizadas en el Centro Nacional del Laboratorio de Berkeley para la Microscopia Electrónica, Uno de los centros primeros del mundo para la microscopia electrónica y el microcharacterization.

Last Update: 12. January 2012 09:40

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