日前，材料科學與工程學院焊接技術與工程系青年教師孫良博士以第一作者身份在計算材料學領域國際頂級期刊《NPJ computational materials》（5year IF=9.65）上發(fā)表了題為《Ab initio molecular dynamics and materials design for embedded phase-change memory》（面向嵌入式相變存儲應用的材料設計與優(yōu)化）的研究論文。該論文以西安石油大學為第一完成單位，是材料科學與工程學院在Nature合作子刊材料相關研究領域的一項重要進展。合作人有西安交通大學CAID材料創(chuàng)新設計中心張偉教授團隊，英國牛津大學Volker L. Deringer教授，德國亞琛工大 Riccardo Mazzarello教授。
該工作利用第一性原理分子動力學方法模擬了十余種不同成分比例鍺銻碲合金的非晶結構，全面分析了非晶鍺銻碲的局部原子構型、化學成鍵機制以及中程有序結構，結合“原子位置重疊”SOAP方法定量化表征了鍺銻碲合金與單質鍺的非晶相似度，并類比于合金形成能的概念，計算了非晶鍺銻碲的相分離趨勢（如圖所示）。本工作提出一個合理的合金成分選擇范圍，如鍺銻碲三元圖中綠色虛線所示。基于該范圍內的鍺銻碲合金，可通過少量碳氮摻雜或微縮器件尺寸引入納米尺寸效應進一步提升富鍺合金的非晶熱穩(wěn)定性，進而滿足嵌入式相變存儲芯片在存儲穩(wěn)定性與循環(huán)工作壽命上的需求。
鍺銻碲非晶穩(wěn)定性與相分離趨勢研究官網鏈接：https://www.nature.com/articles/s41524-021-00496-7
文：李霄
