Использование эвтектических эффектов при возможном создании ячеек фазоизменяемой памяти на основе нанокластеров Ag–Cu
- Авторы: Рыжкова Д.А.1, Гафнер С.Л.1, Гафнер Ю.Я.1
-
Учреждения:
- Хакасский государственный университет им. Н. Ф. Катанова
- Выпуск: Том 124, № 10 (2023)
- Страницы: 988-996
- Раздел: СТРУКТУРА, ФАЗОВЫЕ ПРЕВРАЩЕНИЯ И ДИФФУЗИЯ
- URL: https://journals.rcsi.science/0015-3230/article/view/232679
- DOI: https://doi.org/10.31857/S0015323023601289
- EDN: https://elibrary.ru/JMBPGA
- ID: 232679
Цитировать
Аннотация
Привлекательным направлением развития наноэлектроники является разработка энергонезависимых запоминающих устройств нового поколения, а именно электрической фазовой памяти или PC-RAM (Phase Change Random Access Memory). Однако здесь имеется ряд нерешенных проблем, таких как: стабильность аморфной фазы, высокое энергопотребление, большое время записи информации и т.д. С целью решения этих проблем был предложен новый подход, заключающийся в использовании наночастиц бинарного сплава Ag–Cu в качестве ячеек PC-RAM. Для этого методом молекулярной динамики было проведено исследование процессов структуризации наночастиц данного сплава размером D = 2–10 нм различного состава при вариации темпа отвода термической энергии. Были оценены стабильности аморфного и кристаллического строения и сделаны выводы о составе и размерах наночастиц, пригодных для создания ячеек фазоизменяемой памяти. Было показано, что в случае применения наночастиц бинарного сплава Ag–Cu удается уменьшить размер одной ячейки до 6–8 нм, сократить время записи информации до 2.5 нс и впервые на основе эвтектического подхода добиться устойчивости аморфного и кристаллического строения при разном темпе отвода термической энергии.
Ключевые слова
Об авторах
Д. А. Рыжкова
Хакасский государственный университет им. Н. Ф. Катанова
Email: ygafner@khsu.ru
Россия, 655017, Абакан, просп. Ленина, 90
С. Л. Гафнер
Хакасский государственный университет им. Н. Ф. Катанова
Email: ygafner@khsu.ru
Россия, 655017, Абакан, просп. Ленина, 90
Ю. Я. Гафнер
Хакасский государственный университет им. Н. Ф. Катанова
Автор, ответственный за переписку.
Email: ygafner@khsu.ru
Россия, 655017, Абакан, просп. Ленина, 90
Список литературы
- Jones R.O. Rationalizing the dominance of Ge/Sb/Te alloys // Physical Review B. 2020. V. 101. P. 024103.
- Gallo M.L. and Sebastian A. An overview of phase-change memory device physics // J. Phys. D: Appl. Phys. 2020. V. 53. P. 213002 (27 pp.).
- Лазаренко П.И., Козюхин С.А., Шерченков А.А., Бабич А.В., Тимошенков С.П., Громов Д.Г., Заболотская А.В., Козик В.В. Электрофизические свойства тонких пленок системы Ge–Sb–Te для устройств фазовой памяти // Изв. вузов. Физика. 2016. Т. 59. № 9. С. 80–86.
- Navarro G., Bourgeois G., Kluge J., Serra A. L., Verdy A., Garrione J., Cyrille M.C., Bernier N., Jannaud A., Sabbione C., Bernard M., Nolot E., Fillot F., Noé P., Fellouh L., Rodriguez G., Beugin V., Cueto O., Castellani N., Coignus, Delaye V., Socquet-Clerc C., Magis T., Boixaderas C.J., Barnola S. and Nowak E. Phase-Change Memory: Performance, Roles and Challenges // 2018 IEEE International Memory Workshop (IMW). May 2018. Kyoto, Japan. cea-02185419
- Aryana K., Gaskins J.T., Nag J., Stewart D.A., Bai Zh., Mukhopadhyay S., Read J.C., Olson D.H., Hoglund E.R., Howe J.M., Giri A., Grobis M.K. & Hopkins P.E. Interface controlled thermal resistances of ultra-thin chalcogenide-based phase change memory devices // Nature Communications. 2021. V.12. Article number: 774.
- Liu Y.-T., Li X.-B., Zheng H., Chen N.-K., Wang X.-P., Zhang X.-L., Sun H.-B., Zhang Sh. High-Throughput Screening for Phase-Change Memory Materials // Advanced Funct. Mater. 2021. P. 2009803. https://doi.org/10.1002/adfm.202009803
- Xu M., Qiao Ch., Xue K.-H., Tong H., Cheng X., Wang S., Wang C.-Zh., Ho K.-M., Xu M., Miao X. Polyamorphism in K2Sb8Se13 for multi-level phase-change memory // J. Mater. Chem. C. 2020. V. 8. P. 6364.
- Mazzone G., Rosato V., Pintore M., Delogu F., Demontis P.F., Suffritti G.B. Molecular-dynamics calculations of thermodynamic properties of metastable alloys // Phys. Rev. B: Condens. Matter. 1997. V. 55. P. 837–842.
- XMakemol – A program for visualizing atomic and molecular systems. – Режим доступа: www.url: https://manpages.ubuntu.com/manpages/bionic/man1/ xmakemol.1.html. – 15.04.2023.
- Stukowski A. Visualization and analysis of atomistic simulation data with OVITO – the open visualization tool // Modelling and Simulation in Materials Science and Engineering. 2010. V. 18. № 1. art. no. 015012. 7 p. https://doi.org/10.1088/0965-0393/18/1/015012
- Pang T. An introduction to computational physics. University Press, Cambridge, 2006.
- Tominaga J., Kolobov A.V., Fons P.J., Wang X., Saito Y., Nakano T., Hase M., Murakami S., Herfort J., Takagaki Y. Giant multiferroic effects in topological GeTe–Sb2Te3 superlattices // Sci. Technol. Adv. Mater. 2015. V. 16. P. 014 402.
- Редель Л.В., Гафнер С.Л., Гафнер Ю.Я., Замулин И.С., Головенько Ж.В. Анализ возможности применения нанокластеров Ni, Cu, Au, Pt и Pd при процессах записи информации // ФТТ. 2017. Т. 59. № 2. С. 399–408.
- Башкова Д.А., Гафнер Ю.Я., Гафнер С.Л., Редель Л.В. Применение наночастиц серебра в качестве ячеек фазо-изменяемой памяти // Фундаментальные проблемы современного материаловедения. 2018. Т. 15. № 3. С. 313–319.
- Panizon E., Bochicchio D., Rossi G. and Ferrando R. Tuning the structure of nanoparticles by small concentrations of impurities // Chem. Mater. 2014. V. 26. P. 3354.
- Dubkov S.V., Savitskiy A.I., Trifonov A.Yu., Yeritsyan G.S., Shaman Yu.P., Kitsyuk E.P., Tarasov A., Shtyka O., Ciesielski R., Gromov D.G. SERS in red spectrum region through array of Ag–Cu composite nanoparticles formed by vacuum-thermal evaporation // Optical Materials: X. 2020. V. 7. P. 100 055.
Дополнительные файлы
