GeTe-Bi2Te3超晶格相變材料的熱傳導(dǎo)特性研究.pdf

1、相變存儲(chǔ)器（PCRAM）的應(yīng)用遇到擦寫電流過大的瓶頸和毗鄰單元熱串?dāng)_的限制，這些問題可以通過對(duì)相變材料的熱傳導(dǎo)特性進(jìn)行優(yōu)化來改善。譬如超晶格相變材料 GeTe/Sb2Te3，其低熱導(dǎo)率特性極有利于 PCRAM的功耗及熱串?dāng)_的降低。但有關(guān)超晶格相變材料熱傳導(dǎo)特性的研究才剛剛起步，超晶格的聲子輸運(yùn)機(jī)制以及如何獲得更低熱導(dǎo)率的相變材料還有待進(jìn)一步研究。
　　基于Bi2Te3和Sb2Te3有著相同的結(jié)構(gòu)，但Bi原子的引入能削弱與Te原子的

2、結(jié)合力并改變界面匹配、散射等狀態(tài)，為了進(jìn)一步優(yōu)化相變材料的導(dǎo)熱特性，本文提出GeTe/Bi2Te3超晶格相變材料，并通過搭建熱導(dǎo)率的實(shí)驗(yàn)測量平臺(tái)和進(jìn)行聲子特性的第一性原理計(jì)算，證實(shí)了Bi基GeTe/Bi2Te3超晶格相變材料具備更低的熱導(dǎo)率，為其在相變存儲(chǔ)器降低操作電流和抑制臨近單元的熱串?dāng)_方面的應(yīng)用提供了可靠依據(jù)。
　　本文首先針對(duì)自行搭建的3ω法薄膜熱導(dǎo)率測試平臺(tái)的測量成功率低、測試穩(wěn)定性差以及測量結(jié)果精確性存疑等問題進(jìn)行了改

3、進(jìn)，通過SiO2薄膜和硅襯底熱導(dǎo)率的測試充分驗(yàn)證了測試平臺(tái)的準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性。接著采用該測試平臺(tái)測得 GeTe/Bi2Te3超晶格的熱導(dǎo)率均低于 GeTe/Sb2Te3超晶格的熱導(dǎo)率，并且隨其界面數(shù)的增加先減小而后增大，可以實(shí)現(xiàn)比傳統(tǒng) Ge2Sb2Te5相變材料更低的熱導(dǎo)率。同時(shí)研究了膜厚對(duì)于超晶格相變材料的影響，發(fā)現(xiàn)GeTe/Bi2Te3超晶格的熱導(dǎo)率隨著膜厚的減小而降低。
　　通過第一性原理對(duì) GeTe/Bi2Te3超晶格的聲子