锗系材料原位变温结构检测及其相变机理探讨

【摘要】从硫系相变材料被报道可用于半导体存储器之后，相变材料加速了相变存储技术的研究，并在上世纪80年代得到飞速发展。发展相变存储技术的关键在于研究性能较好的相变材料，而锗系化合物正是这样一类重要的相变材料。本文采用原位变温XRD检测技术，对锗系相变材料在相变过程中晶体结构的变化进行分析，即研究不同温度下材料出现的不同晶体结构，用Rietveld全谱拟合方法对晶体结构进行精修，结合密度泛函理论框架下的平面波赝势方法对锗系相变材料在不同温度下的晶体结构和相变过程进行了研究。Highscore是X射线衍射仪附带的XRD数据处理及分析程序，通过分析XRD数据及Rietveld全谱方法结构精修，可以研究不同温度下样品的晶体结构。对比论文中的实验数据和结合精修结果可以得出下结论：随着温度的上升，GeTe的结构发生了变化，从室温到300℃时，由非晶态转变为六方结构，晶胞体积膨胀；到400℃时，由六方结构又转变为面心立方结构，晶胞体积缩小，a、b方向的变化小，而c方向的变化明显。掺杂Bi后的GeTe（Ge1Bi2Te4）在135℃时由非晶变成六方结构的晶体，并随着温度进一步升高，衍射峰总体上逐渐变窄，结晶性逐渐变好，晶胞体积缩小，在温度较高时晶胞体积变化较小。掺杂Sb后的GeTe（Ge2Sb2Te5）在160℃时由非晶变成六方结构的晶体，随着温度进一步升高，其晶胞的体积先受衬底影响而缩小后因受热而膨胀。研究表明，元素掺杂可以降低GeTe相变材料的相变温度。通过第一性原理计算出GeTe的电子密度分布、态密度和能带结构，300℃时其能隙为0.264eV，400℃时其能隙为0.372eV，温度降到室温后其能隙为0.266eV，能隙随温度变化而改变，这表明温度变化会影响相变材料的导电性能。
【作者】李明；
【导师】宓一鸣；言智；
【作者基本信息】上海工程技术大学，材料加工工程，2013，硕士
【关键词】锗系；XRD；原位变温结构检测；Rietveld结构精修；第一性原理；

【参考文献】
[1]任佳伟.三种有机萃取剂对丙酮—甲醇体系的萃取精馏模拟及实验研究[D].北京中医药大学,中药制药学,2014,硕士.
[2]蔡婉婷.基层公务员激励机制有效性研究[D].华侨大学,公共管理（专业学位）,2014,硕士.
[3]吕勇哉.钢锭处理过程的模型化及计算机控制策略(下)[J].冶金自动化,1983,04:2-8.
[4]王建功,段书府,王天琦,金镇龙,雷明,郭波,方杰.贝尔凹陷潜山储层的地球物理响应特征及勘探方向[J].石油地球物理勘探,2010,05:731-736+792+621-622.
[5]李志英.小麦白粉菌无毒基因遗传分析及其遗传图谱的初步构建[D].中国农业大学,植物病理学,2004,硕士.
[6]宋建伟.APMP细小纤维与填料共絮聚机理及絮聚强度的研究[D].陕西科技大学,制浆造纸工程,2013,硕士.
[7]王朝利,阳思聪,朱发俊.预测控制在连铸结晶器液位控制中的应用研究[J].控制与决策,2001,02:211-214.
[8]胡振雄.凡纳滨对虾—金钱鱼—蕹菜综合养殖模式的初步探讨[D].上海海洋大学,水产养殖,2013,硕士.
[9]张小宇,王长松,岳士峰.常化炉前钢板光电测长方案[J].冶金自动化,2005,01:46-49.
[10]华却才让.基于树到串藏语机器翻译若干关键技术研究[D].陕西师范大学,计算机软件与理论,2014,博士.
[11]张常键.卫星网络可靠性路由协议研究[D].哈尔滨工业大学,信息与通信工程,2013,硕士.
[12]编译康佳媛.新复材蕴藏百亿美元富矿[N].中国纺织报,2014-05-15003.
[13]全志强.基于S3C2440处理器的嵌入式Linux BSP开发研究[D].西安电子科技大学,软件工程,2012,硕士.
[14]郑冬冬.可伸缩石墨烯晶体管克传统半导体缺陷[J].半导体信息,2011,06:15-16.
[15]杨金勇.基于功能表面的机械产品基因工程理论与技术研究[D].山东大学,2007.
[16]平岖.外源性细胞因子IL-15及IL-21对HIV/AIDS感染者细胞免疫应答的影响[D].广州医科大学,内科学,2014,硕士.
[17]徐发仪.带湿度修正的煤气流量计量系统设计[J].冶金自动化,1989,03:48-50.
[18]温树勇.提高客户价值的可拓策略生成系统研究[D].广东工业大学,计算机应用技术,2013,硕士.
[19]李震.中性荧光分子@聚合物/LDHs超分子共组装体系的构筑及其荧光性能的研究[D].北京化工大学,化学工程与技术,2013,硕士.
[20]张庆芬.直流调速系统实验平台建设与对象建模研究[D].东北大学,控制工程,2011,硕士.
[21]张录红.寿光市新型农村社会养老保险运行机制研究[D].西北农林科技大学,农村与区域发展,2012,硕士.
[22]金书平.牵引按抖复位法治疗腰椎间盘突出症的临床观察[D].黑龙江中医药大学,中医骨伤科学（专业学位）,2013,硕士.
[23]席俊杰,吴中.基于高硅成分的锰对奥贝球铁性能的影响[J].冶金自动化,2003,06:68.
[24]李品.基于电流法刮板输送机链条张紧方法研究[D].西安科技大学,机械电子工程,2014,硕士.
[25]翟倩.女研究生对男性择偶标准的推断研究[D].华东师范大学,基础心理学,2013,硕士.
[26]韩广帅.全流程用户体验驱动虚实融合家电营销渠道构建研究[D].青岛大学,企业管理,2013,硕士.
[27]刘向峰.透明蓄水围护结构生态原理分析与技术应用设计[D].天津大学,建筑技术科学,2004,硕士.
[28]李进峰.贯彻科学发展观加快修订《建筑法》[J].中国社会科学院研究生院学报.2007(03)
[29]王宁.当前我国学术期刊存在的问题与发展策略[D].东北师范大学,传播学,2012,硕士.
[30]张小龙.法人本质理论及其在我国公司法中的应用[D].中国政法大学,民商法学,2004,硕士.
[31]李雪铮.《快乐汉语》（俄语版）在吉尔吉斯斯坦的使用情况调查研究[D].新疆师范大学,汉语国际教育,2013,硕士.
[32]郝伟.某选煤厂中煤仓地基变形分析[D].长安大学,岩土工程,2014,硕士.
[33]曹萍.关系强度与合法性[D].吉林大学,技术经济及管理,2013,硕士.
[34]李眉颖.战略文化视角下的东南亚国家安全战略选择[D].国防科学技术大学,国际关系,2012,硕士.
[35]李一平.长春市通信分公司市场竞争策略研究[D].吉林大学,2005.
[36]吴丽双.基于生态足迹模型的福建省可持续发展研究[D].华侨大学,区域经济学,2014,硕士.
[37]陈旭.电子商务交易中基于Agent的协商机制及策略研究[D].合肥工业大学,管理科学与工程,2004,硕士.
[38]鲁文.嘉兴端午习俗的再仪式化[D].上海大学,民俗学,2014,硕士.
[39]李丽辉,张维群.网络时代统计技术的变革及其影响[J].统计与信息论坛,2004,04:73-75.
[40]赵治贞.电纺制备聚偏氟乙烯超细纤维膜及性能研究[D].天津大学,材料学,2004,硕士.
[41]周蓓灵.民营企业雇佣关系研究[D].安徽大学,工商管理,2013,硕士.
[42]汪洋.国家安全视阈下的载人航天工程[D].国防科学技术大学,科学技术哲学,2012,硕士.
[43]陈丽.《走出去：中国对外直接投资纵览》翻译报告[D].四川外国语大学,翻译（专业学位）,2014,硕士.
[44]蔡娟.腹腔镜肝切除术与开腹肝切除术治疗肝细胞性肝癌疗效及安全性的系统评价[D].广西医科大学,肿瘤学（专业学位）,2013,硕士.
[45]马顺.IMS网络的架设及应用[D].南昌大学,电子信息工程（专业学位）,2012,硕士.
[46]万晓航.火电厂生产成本动态监测及竞价上网辅助决策系统[D].华北电力大学（北京）,机械设计及理论,2004,硕士.
[47]孟庆辉.机采井免清蜡技术研究[D].东北石油大学,石油与天然气工程（专业学位）,2013,硕士.
[48]邓云翠.马氏珠母贝金属硫蛋白cDNA克隆及其在环境因子联合影响下的表达[D].广东海洋大学,海洋生物学,2013,硕士.
[49]董国防.电网调度可视化系统的研究[D].华北电力大学（河北）,电气工程,2004,硕士.
[50]韩庆兰,陈台春.数据仓库技术在水口山CIMS开发中的应用[J].计算机应用研究,2001,01:115-116.