课题基金 / 基金详情

新型核壳结构相变纳米线的构筑及其多态存储特性研究

批准号:
11574189
项目类别:
面上项目
资助金额:
70.0 万元
负责人:
卢红兵
依托单位:
学科分类:
表面界面与低维物理
结题年份:
2019
批准年份:
2015
项目状态:
已结题
项目参与者:
卫芬芬、王刚、温小静、曹兆霞、黄立顺、付统、陈天华、文彦佳

项目摘要

结项摘要

项目成果

卢红兵的其他基金

相似基金

相关文献

中文摘要
本项目拟采用先进的“质量选择团簇束流源技术”制备尺寸高度均一的金纳米团簇,通过控制硅衬底上金团簇催化剂的尺寸与密度分布,并结合对气相法中温度、气压等参数的调控,可控地合成尺寸均一的硫系化合物相变纳米线;深入研究纳米线直径对其相变存储器件存储性能的影响;结合实验与第一性原理计算,研究N/Zn/Ni可控掺杂对Ge2Sb2Te5(GST)纳米线存储单元阈值电压、功耗、晶态/非晶态电阻等性能的影响;在此基础上,构筑核层与壳层成分差别小、晶格失配低的具有稳定多态存储性能的核壳结构纳米线(如N-GST/GST、Zn-GST/GST),研究相变过程中核壳结构纳米线的晶相、成分和界面的具体变化信息,阐明其多态存储机理,揭示核壳纳米线的微观构造(如:核层N/Zn含量、核层直径,壳层厚度)与其宏观多态存储性能和器件可靠性的内在联系,为新型多态存储材料的研发及低功耗、高密度相变存储器的研制提供实验和理论依据。
英文摘要
In this project, mass-selected Au nanoclusters with uniform size will be prepared by a magnetron-sputtering gas-condensation cluster-beam source. Then, by controlling the size and density distribution of Au nanocluster catalysts on Si substrates, and the growth parameters such as temperature and pressure of the gas-phase method, uniform phase-change nanowires (Ge2Sb2Te5 and GeTe) with controlled diameters will be prepared via the gas-phase vapor-liquid-solid mechanism. The effect of the diameter of nanowires on the data storage characteristics of nanowire-based memory will be deeply studied. Moreover, the effect of controllable N/Zn/Ni doping on the storage characteristics of Ge2Sb2Te5 nanowire-based memory including threshold voltage, power consumption, crystalline and amorphous resistance, will be researched based on experimental and theoretical investigations. Furthermore, composition- and lattice-matched N-Ge2Sb2Te5/Ge2Sb2Te5 and Zn-Ge2Sb2Te5/Ge2Sb2Te5 core-shell structured nanowires with stable multi-state switching characteristics will be constructed by pulsed laser deposition using doped Ge2Sb2Te5 nanowires as templates. Structure, composition and interface of the core-shell nanowires will be analyzed during phase transformation. The mechanism of multi-state data storage characteristics, as well as the influences of the nanowire configuration (such as N/Zn content and diameter of the core, shell thickness) on the multi-state data storage characteristics and device reliability will be revealed. The achievements of the project will provide experimental and theoretical basis for development of new materials with multi-state data storage characteristics, and manufacture of the new generation phase-change memory with low power consumption and high density.
探索了“质量选择团簇束流源”设备的工艺参数,可控地制备了多种贵金属纳米团簇。所制备的团簇具有较小的尺寸和较好的单一性和分散性,这些贵金属团簇在相变纳米线制备及材料改性领域具有重要应用。采用Au催化的化学气相沉积法,在Si基片上可控生长了GeTe硫系化合物相变纳米线。GeTe纳米线直径随着Au催化剂颗粒尺寸和GeTe粉末量的增加而增加。通过调控Au催化剂颗粒尺寸和GeTe粉末量,得到了直径可调的GeTe纳米线。基于吉布斯-¬汤姆逊效应过饱和度的理论,分析了Au催化剂颗粒尺寸和GeTe粉末量对GeTe硫系化合物纳米线直径的影响机制。采用热退火触发了Ge2Sb2Te5材料非晶到晶态的相变。研究了退火温度对Ge2Sb2Te5材料结构和晶粒尺寸的影响。随着退火温度的增加,薄膜颗粒尺寸逐渐增加;进一步增加退火温度至400 °C,Te原子会扩散至薄膜表面并蒸发。采用纳秒激光照射触发了Ge2Sb2Te5材料非晶到晶态的相变,40 mJ/cm2的单脉冲纳秒激光(20 ns)即可触发Ge2Sb2Te5由非晶态向FCC态转变。采用热退火触发了GeTe材料非晶到晶态的相变,研究了热退火温度对GeTe材料结构和光学反射率的影响。随着退火温度的增加,d(202)面间距逐渐增加,这可能与退火薄膜中存在大的压应力有关。GeTe薄膜的晶态和非晶态具有高的反射率对比度,表明我们制备的GeTe材料在光学相变存储领域具有较好的应用潜能。将“质量选择团簇束流源技术”制备的小尺寸的Ag纳米团簇应用到气敏领域,获得了显著增强的气敏性能。上述相关研究为相变纳米线的可控制备及低功耗、高密度相变存储器的研制提供了有益的参考。上述相关研究共发表科研论文10篇。
期刊论文列表
专著列表
科研奖励列表
会议论文列表
专利列表
DOI: 10.13380/j.cnki.chin.j.lowtemp.phys.2018.01.001
发表时间: 2018
期刊: 低温物理学报
影响因子: --
作者: [田永红, 张敏, 辛霞, 陈储君, 卫芬芬, 卢红兵]
通讯作者: 卢红兵
Porous bimetallic Mo-W oxide nanofibers fabricated by electrospinning with enhanced acetone sensing performances
静电纺丝制备的多孔双金属Mo-W氧化物纳米纤维具有增强的丙酮传感性能
DOI: 10.1016/j.jallcom.2018.11.269
发表时间: 2019-03
期刊: Journal of Alloys and Compounds
影响因子: 6.2
作者: [Zhang Jinniu, Lu Huan, Lu Hongbing, Li Gang, Gao Jianzhi, Yang Zhibo, Tian Yonghong, Zhang Min, Wang Chunlan, He Ze]
通讯作者: He Ze
Orientation-Selective Growth of Single-Atomic-Layer Gold Nanosheets via van der Waals Interlocking and Octanethiolate-Confined Molecular Channels
通过范德华联锁和辛烷硫醇限制分子通道定向选择性生长单原子层金纳米片
DOI: 10.1021/acs.jpcc.9b07149
发表时间: 2019
期刊: Journal of Physical Chemistry C
影响因子: 3.7
作者: [Zhang Xin, Gao Jianzhi, Fan Xing, Wang Yitao, Ding Haoxuan, Qin Xuhui, Jiang Shuhang, Zhao Tiantian, Zhu Gangqiang, Lu Hongbing, Yang Zhibo, Lin Haiping, Li Qing, Chi Lifeng, Pan Minghu, Guo Quanmin]
通讯作者: Guo Quanmin
Spontaneous Breaking and Remaking of the RS-Au-SR Staple in Self-assembled Ethylthiolate/Au(111) Interface
自组装硫醇乙酯/Au(111)界面中RS-Au-SR钉的自发断裂和重建
DOI: 10.1021/acs.jpcc.8b04157
发表时间: 2018-08-30
期刊: JOURNAL OF PHYSICAL CHEMISTRY C
影响因子: 3.7
作者: [Gao, Jianzhi, Li, Fangsen, Guo, Quanmin]
通讯作者: Guo, Quanmin
9
    非晶核壳结构自支撑纳米纤维膜的构筑、单原子修饰及其柔性室温NO2气敏特性研究
    • 批准号:
      12374186
    • 项目类别:
      面上项目
    • 资助金额:
      53.00万元
    • 批准年份:
      2023
    • 负责人:
      卢红兵
    • 依托单位:
    MOFs基rGO-金属氧化物多孔纳米纤维的构筑、表面调控及其室温NO2气敏性能研究
    • 批准号:
      12074236
    • 项目类别:
      面上项目
    • 资助金额:
      62.0万元
    • 批准年份:
      2020
    • 负责人:
      卢红兵
    • 依托单位:
    国内基金
    海外基金