相变信息存储材料的快速相变机制和策略研究

相变材料已经在可擦重写光盘中获得广泛应用，在下一代半导体相变存储器中也显现出很好的应用前景，并有望基于它形成通用存储器（Unified Memory）和混合存储器（Hybrid memory）。随着存储密度、容量的提高和功能的扩展（如应用于随机存储器），相变信息存储介质的存储速度问题变得越来越重要。相变存储过程是在一个极端非平衡条件下实现相结构的可逆转变，怎样提高相变速度来获得高的数据传输率，需要对相变材料的快速相变机制和策略进行系统、深入的研究。本项目主要研究高速度和高稳定性相变材料的成分设计和优化机制、薄膜微纳结构对相变速度的影响规律及设计策略、初始状态对快速可逆相变的影响规律及初始化策略、快速相变中光、电响应差异的动力学机制和相变速度极限等，探索实现快速光-电混合相变存储，可为解决相变存储速度提升中的基础科学问题、发展新型快速相变信息存储材料和器件提供重要参考。

相变材料已经在可擦重写光盘中获得广泛应用，在下一代半导体相变存储器中也显现出很好的应用前景，并有望基于它形成通用存储器（Unified Memory）和混合存储器（Hybrid memory）。随着存储密度、容量的提高和功能的扩展（如应用于随机存储器），相变信息存储介质的存储速度问题变得越来越重要。相变存储过程是在一个极端非平衡条件下实现相结构的可逆转变，怎样提高相变速度来获得高的数据传输率，需要对相变材料的快速相变机制和策略进行系统、深入的研究。本项目建立了相变动力学研究用激光泵浦瞬态原位光、电特性测量系统；设计、制备了新型快速相变材料；利用时间分辨原位检测手段深入研究相变动力学过程和机制，获得了相变速度等基础数据；实现超快光-电混合相变存储演示（超快激光写入、电学检测读出），建立微观机制模型解释了快速相变中光、电响应差异性；通过改变激光脉冲能量、数目及时间间隔，获得不同的初始状态，建立物理模型对初始态对相变动力学过程的影响规律进行分析，发现了极端非平衡条件下表现出来的新现象。研究结果对深入认识相变机制、解决相变存储速度提升中的基础科学问题、优化材料相变速度和发展新型快速相变存储材料等具有重要的参考价值。