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Application des Haricots au PCM et aux Technologies Optiques de Stockage de Données

Published on September 16, 2010 at 8:57 PM

La capacité des matériaux de phase-modification à promptement et vite passage entre différentes phases leur a effectué l'objet de valeur comme source de basse puissance de mémoire et stockage de données non-volatiles ou « instantanés ».

Maintenant une classe neuve entière des matériaux de phase-modification a été découverte par des chercheurs avec le Laboratoire National de Lawrence Berkeley (Laboratoire de Berkeley) et l'Université de Californie (UC) Berkeley qui pourraient être appliqués aux technologies à accès sélectif de la mémoire de modification de phase (PCM) et probablement au stockage de données optique aussi bien. Les matériaux neufs de phase-modification - alliages nanocrystal d'un métal et d'un semi-conducteur - sont les « Haricots appelés, » pour des nanostructures binaires d'eutectique-alliage.

Ce schéma affiche des courbures d'enthalpie esquissées pour les phases liquides, cristallines et amorphes d'une classe neuve des « Haricots » appelés de nanomaterials pour l'Eutectique-Alliage Binaire Nanostructures. (Accueil d'Image de Daryl Chrzan)

« Changements de Phase des Haricots, les commutant de cristallin aux conditions amorphes et de nouveau cristallines, peut être induit dans une question des nanosecondes par le courant électrique, lumière laser ou une combinaison de les deux, » dit Daryl Chrzan, un physicien qui retient des rendez-vous communs avec la Division de Sciences Des Matériaux Du Laboratoire de Berkeley et le Service d'Uc Berkeley du Scientifique et Technique de Matériaux. « Fonctionnant avec des nanoparticles de bidon de germanium inclus en silice en tant que nos Haricots initiaux, nous pouvions stabiliser les phases solides et amorphes et pourrions ajuster la cinétique de la commutation entre les deux simplement en modifiant la composition. »

Chrzan est l'auteur correspondant sur un enregistrement de papier les résultats de cette recherche qui a été publiée au tourillon NanoLetters intitulé « Alliage Eutectique Binaire Encastré Nanostructures : Une Classe Neuve des Matériaux de Modification de Phase. »

Co-Écrivant le papier avec Chrzan étaient Swanee Shin, Julian Guzman, Yuan de Chun-Wei, Christopher Liao, Cosima Boswell-Koller, Pierre de Peter, Oscar Dubon, Mineur d'Andrew, Masashi Watanabe, Jeffrey Beeman, Parents Yu, Ager de Joel et Eugene Haller.

« Ce Que nous avons affiché est que les nanostructures eutectiques binaires d'alliage, tels que des points de tranche de temps et des nanowires, peuvent servir de matériaux de modification de phase, » Chrzan dit. « La clé au comportement que nous avons observé est encastrer des nanostructures dans une modification des volumes de nanoscale. La présence de cette surface adjacente de nanostructure/modification rend possible un rapide refroidissant cela stabilise la phase amorphe, et nous permet également d'ajuster la cinétique de la transformation du matériau de phase-modification. »

Un alliage eutectique est un matériau métallique qui fond à la plus basse possible température pour son mélange des constituants. Le composé d'étain de germanium est un alliage eutectique qui a été considéré par les chercheurs comme matériau prototypique de phase-modification parce qu'il peut exister à la température ambiante dans une condition cristalline stable ou une condition amorphe métastable. Chrzan et ses collègues ont constaté que quand des nanocrystals de bidon de germanium ont été encastrés dans la silice amorphe les nanocrystals ont formé un nanostructure bilobed qui était semi-conducteur cristallin métallique et demi à moitié cristallin.

« La fonte suivante de refroidissement de laser pulsé de Rapid stabilise une condition métastable, amorphe, compositionnellement mélangée de phase à la température ambiante, alors que le chauffage modéré suivi d'un refroidissement plus lent renvoie les nanocrystals à leur condition cristalline bilobed initiale, » Chrzan dit. « La silice agit en tant que petit et éprouvette très propre qui loge les nanostructures de sorte que les propriétés de la surface adjacente de BEAN/silica puissent dicter les seules propriétés de phase-modification. »

Tandis Qu'elles n'ont pas encore directement caractérisé les propriétés de transport électroniques du bilobed et les structures amorphes de HARICOT, des études sur les systèmes relatifs Chrzan et ses collègues comptent que le transport ainsi que les propriétés optiques de ces deux structures seront essentiellement différentes et que ces la différence sera réglable par l'altération de composition.

« Dans la condition alliée amorphe, nous nous attendons à ce que le HARICOT affiche normal, conductivité métallique, » Chrzan dit. « Dans la condition bilobed, le HARICOT comprendra un ou plusieurs barrages de Schottky qui peuvent être effectués pour fonctionner comme diode. Aux fins du stockage de données, la conduction métallique pourrait signifier un zéro et un barrage de Schottky pourrait signifier celui. »

Chrzan et ses collègues vérifient maintenant si les Haricots peuvent supporter les phase-modifications répétées et si le changement dans les deux sens entre les structures bilobed et amorphes peut être comporté à une géométrie de fil. Ils veulent également modéliser le flux de l'énergie dans le système et puis utiliser ceci qui modélise pour régler pouls légers/actuels pour les propriétés optimas de phase-modification.

Les caractérisations in-situ de microscopie électronique de Boîte De Vitesses des structures de HARICOT ont été effectuées au Centre National du Laboratoire de Berkeley pour la Microscopie Électronique, à un des centres premiers du monde pour la microscopie électronique et au microcharacterization.

Last Update: 12. January 2012 09:21

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