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Applicando i Fagioli al PCM ed alle Tecnologie di Archiviazione di Dati Ottiche

Published on September 16, 2010 at 8:57 PM

L'abilità dei materiali a cambiamento di fase a prontamente e rapidamente transizione fra le fasi differenti ha reso loro il valuable come sorgente a bassa potenza della memoria e dell'archiviazione di dati non volatili o “istantanee„.

Ora un'intera nuova classe di materiali a cambiamento di fase è stata scoperta dai ricercatori con il Laboratorio Nazionale di Lawrence Berkeley (Laboratorio di Berkeley) e l'Università di California (UC) Berkeley che potrebbero applicarsi alle tecnologie di memoria ad accesso casuale del cambiamento di fase (PCM) e possibilmente all'archiviazione di dati ottica pure. I nuovi materiali a cambiamento di fase - leghe nanocrystal di un metallo e di un semiconduttore - sono chiamati “i Fagioli,„ per i nanostructures binari della eutettico-lega.

Questo disegno schematico mostra le curve di entalpia schizzate per le fasi liquide, cristalline ed amorfe di nuova classe di nanomaterials chiamati “i Fagioli„ per la Eutettico-Lega Binaria Nanostructures. (Cortesia di Immagine di Daryl Chrzan)

“Cambiamenti di Fase in Fagioli, passante li da cristallino a agli stati amorfi e di nuovo cristallini, può essere indotto in un aspetto dei nanosecondi dalla corrente elettrica, luce laser o una combinazione di entrambi,„ dice Daryl Chrzan, un fisico che tiene le nomine unite con Divisione di Scienze dei Materiali del Laboratorio di Berkeley ed il Dipartimento di Uc Berkeley di Scienza e di Assistenza Tecnica dei Materiali. “Lavorando con le nanoparticelle dello stagno del germanio incassate in silice come nostri Fagioli iniziali, potevamo stabilizzare sia le fasi solide che amorfe e potremmo sintonizzare semplicemente la cinetica della commutazione fra i due alterando la composizione.„

Chrzan è l'autore corrispondente su una segnalazione di carta i risultati di questa ricerca che è stata pubblicata nel giornale NanoLetters nominato “Lega Eutettica Binaria Incassata Nanostructures: Una Nuova Classe di Materiali a Cambiamento di Fase.„

Co-Creando il documento con Chrzan erano Swanee Shin, Julian Guzman, Yuan di Chun-Wei, Christopher Liao, Cosima Boswell-Koller, Pietra di Peter, Oscar Dubon, Minore di Andrew, Masashi Watanabe, Jeffrey Beeman, Parenti Yu, Ager di Joel e Eugene Haller.

“Che Cosa abbiamo indicato siamo che i nanostructures eutettici binari della lega, quali i punti di quantum e i nanowires, possono servire da materiali a cambiamento di fase,„ Chrzan dice. “Il tasto al comportamento che abbiamo osservato è l'incassassatura dei nanostructures all'interno di una matrice dei volumi del nanoscale. La presenza di questa interfaccia matrice/di nanostructure rende possibile un rapido raffreddando quello stabilizza la fase amorfa ed egualmente ci permette di sintonizzare la cinetica della trasformazione dei materiali a cambiamento di fase.„

Una lega eutettica è un materiale metallico che si fonde alla temperatura possibile più bassa per la sua miscela dei componenti. Il composto di stagno del germanio è una lega eutettica che è stata considerata dai ricercatori come materiali a cambiamento di fase prototipi perché possono esistere alla temperatura ambiente in uno stato cristallino stabile o in uno stato amorfo metastabile. Chrzan ed i suoi colleghi hanno trovato che quando i nanocrystals dello stagno del germanio sono stati incassati all'interno della silice amorfa i nanocrystals hanno formato un nanostructure bilobed che era semiconduttore cristallino metallico e mezzo a metà cristallino.

“La fusione seguente di raffreddamento del laser pulsato della Rapida stabilizza uno stato metastabile, amorfo, composizionalmente misto di fase alla temperatura ambiente, mentre il riscaldamento moderato seguito dal raffreddamento più lento restituisce i nanocrystals al loro stato cristallino bilobed iniziale,„ Chrzan dice. “La silice funge da piccola e provetta molto pulita che limita i nanostructures in modo che i beni dell'interfaccia di BEAN/silica possano dettare i beni unici del fase-cambiamento.„

Mentre ancora direttamente non hanno caratterizzato i beni di trasporto elettronici del bilobed e strutture amorfe del FAGIOLO, dagli studi sui sistemi relativi Chrzan ed i suoi colleghi si attendono che il trasporto come pure i beni ottici di queste due strutture saranno sostanzialmente differenti e che questo la differenza sarà musicale con le alterazioni della composizione.

“Nello stato unito in lega amorfo, invitare il FAGIOLO a video normale, conducibilità metallica,„ Chrzan dice. “Nello stato bilobed, il FAGIOLO comprenderà una o più barriere di Schottky che possono essere fatte per funzionare come diodo. Allo scopo di archiviazione di dati, la conduzione metallica potrebbe significare uno zero e una barriera di Schottky potrebbe significare quello.„

Chrzan ed i suoi colleghi ora stanno studiando se i Fagioli possono sostenere i fase-cambiamenti ripetuti e se la commutazione avanti e indietro fra le strutture bilobed ed amorfe può essere compresa nella geometria del collegare. Egualmente vogliono modellare il flusso di energia nel sistema e poi usare questo che modella per adattare l'indicatore luminoso/impulsi di corrente per i beni ottimali del fase-cambiamento.

Le caratterizzazioni in situ di microscopia elettronica di Trasmissione delle strutture del FAGIOLO sono state effettuate al Centro Nazionale del Laboratorio di Berkeley per Microscopia Elettronica, Ad uno dei centri primi del mondo per microscopia elettronica e al microcharacterization.

Last Update: 12. January 2012 09:25

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