研究进展
首页 > 研究进展
Ge-Te基材料的结晶动力学研究
作者: irglass 时间: 2018-11-05 浏览:1,132 次

    近日,我室博士生陈益敏(第一作者)和王荣平教授(通讯作者)以及沈祥研究员(共同通讯作者)在材料类顶级期刊“Acta Materialia”上发表题为“Intermediate Crystallization Kinetics in Germanium-Tellurides”论文,报道了Ge-Te基材料结晶动力学的最新研究成果(https://doi.org/10.1016/j.actamat.2018.10.051)。

    Ge-Te基材料已被证实可广泛用于光电信息传输和存储领域,两种应用方向的不同主要取决于材料的结晶速率,如用于中远红外传感的光波导器件主要采用成玻性能好即结晶速率慢的Ge20Te80材料,而用于相变存储器则使用具有超快结晶速率的Ge50Te50材料,如此巨大的结晶动力速率的差异一直没有被定量研究。因此系统研究Ge-Te体系材料的结晶动力学具有重要的理论指导和实际应用价值。我室研究人员利用新型超快扫描量热仪 (Flash DSC),并结合MYEGA粘度模型,全面揭示了十余种 GexTe100-x (15 ≤ x ≤ 55) 成分的结晶动力学过程,获得成分与约化温度 (T/Tm) ,以及结晶速率 (U) 之间的等高线关系图。研究中进一步引入Vogel-Fulcher方程分析具有明显玻璃转变的GexTe100-x材料的脆度,发现该体系脆度极小值出现在x = 20.4处,而在x = 22 时材料脆度和结晶速率出现异常增加,其原因有待进一步研究说明。此外,研究中还发现约化温度Trg与材料最大结晶速率Umax之间的关系可用极具物理含义的分段函数来描述,其分段点为玻璃转变研究中经典的Turnbull准则,即Trg < 2/3时,,当Trg ≥ 2/3时,其中Us 为声速 (103 m/s)。通过这一普适关系能直接利用Trg来估算材料的最大结晶速率,这极大提高了材料应用的筛选效率。