تولید ماده‌ای جدید برای حافظه‌های غیرفرار

گروهی از محققان آمریکایی دسته کاملاً جدیدی از مواد با قابلیت تغییر فاز را تولید کرده‌اند. از این مواد می‌توان در فناوری‌های حافظه فازی با دسترسی اتفاقی (PCM) و شاید ذخیره‌سازی اُپتیکی بهره برد.

توانایی انتقال سریع و آسان فاز در مواد با
قابلیت تغییر فاز آنها را به گزینه‌های ارزشمندی برای تولید حافظه‌های
غیرفرار یا حافظه‌های فلش تبدیل کرده است. حال گروهی از محققان آزمایشگاه
ملی لورنس برکلی و دانشگاه کالیفرنیا در برکلی دسته کاملاً جدیدی از مواد
با قابلیت تغییر فاز را تولید کرده‌اند. از این مواد می‌توان در فناوری‌های
حافظه فازی با دسترسی اتفاقی (PCM) و شاید ذخیره‌سازی اُپتیکی بهره برد.
این مواد جدید که آرایه‌های نانوبلوری از فلزات و نیمه‌رساناها هستند،
BEANs نامیده می‌شوند که مخفف نانوساختارهای آلیاژی دوتایی (باینری)
اُتکتیک است.
داریل چرزان، فیزیکدان رابط میان آزمایشگاه
لورنس برکلی و دانشگاه کالیفرنیا می‌گوید: «با استفاده از جریان الکتریکی،
نور لیزر و یا ترکیبی از این دو می‌توان BEANs را در چند نانو ثانیه از
بلوری به بی‌شکل و برعکس تبدیل کرد. این مواد جدید از نانوذرات
ژرمانیوم-قلع که درون سیلیکا قرار گرفته‌اند، ساخته شده‌اند. با استفاده از
این ترکیب ما توانستیم هر دو فاز جامد و بی‌شکل را پایدار ساخته و با تغییر
ترکیب این ساختار، سینتیک کلیدزنی را به آسانی تنظیم نماییم».

او می‌افزاید: «ما نشان داده‌ایم که BEANs می‌توانند همانند نقاط کوانتومی
و نانوسیم‌ها به‌عنوان مواد با قابلیت تغییر فاز عمل نمایند. کلید اصلی این
رفتار وارد کردن نانوساختارها درون بستری از حجم‌‌های نانومقیاس است. وجود
سطح تماس میان نانوساختارها و بستر سیلیکایی، امکان سرد کردن سریع و در
نتیجه پایدارسازی فاز بی‌شکل را فراهم نموده و ما را قادر می‌سازد سینتیک
تغییر فاز این مواد را کنترل کنیم».

آلیاژ اُتکتیک ماده‌ای است که در پایین‌ترین دمایی که برای ترکیب اجزای آن
امکان‌پذیر است، ذوب می‌شود. ترکیب ژرمانیوم-قلع یک آلیاژ اُتکتیک است که
به‌عنوان نمونه‌ای از مواد با قابلیت تغییر فاز شناخته می‌شود، زیرا می‌تواند
در دمای اتاق هم به شکل بلوری پایدار و هم به‌صورت بی‌شکل نیمه‌پایدار وجود
داشته باشد. چرزان و همکارانش دریافتند زمانی که نانوبلورهای ژرمانیوم-قلع
درون بستری از سیلیکای بی‌شکل قرار می‌گیرند، نانوساختارهای دوبخشی را شکل
می‌دهند که نیمی از آن فلزی بلوری و نیمی دیگر، نیمه‌رسانای بلوری است.

چرزان می‌گوید: «سرد کردن سریع و سپس ذوب کردن با استفاده از پالس لیزر، یک
حالت فازی ترکیبی نیمه‌پایدار و بی‌شکل در دمای اتاق ایجاد می‌کند، در حالی
که حرارت دادن ملایم و سپس سرد کردن آهسته‌تر این ساختار، نانوبلورها را به
حالت دوبخشی بلوری اولیه بازمی‌گرداند».

جزئیات این تحقیق در مجله Nano Letters منتشر شده است.