ACS Nano:由2D和3D亚层组成的亚稳态超晶格中的元价键和共价键之间的转换
芣苢 西瓜 2022-12-06

元价键和共价键之间的可逆转换可超过数百万次,是通用记忆最有前景的基础之一。由于在亚稳态中发现了转换,即通过空位的重新分配从稳定状态扩展了晶体结构类别,因此对空位的动力学行为进行研究迫在眉睫。然而,由于实验分析的困难,此类研究仍然缺乏。近日,延世大学Mann-Ho Cho,Eunji Sim,成均馆大学Cheol-Woong Yang等通过直接观察空位化学态的演变,结合对电荷密度分布、电导率和晶体结构的分析,阐明了这种行为。

本文要点:

1由于Sb2Te3自身的激活码,Sb2Te3的空位随着能量势垒的发散逐渐发生位点转换:空位的积累触发沿原子平面的自发滑移以减轻静电排斥。

2对该行为的研究可以进一步应用于由Sb2Te3 (2D)和GeTe (3D)亚层组成的多相超晶格,它们代表了卓越的存储性能,但由于其复杂性,它们的运行机制仍存在争议。

3当Te-Te键在Sb2Te3 (2D)和GeTe (3D)亚层之间的界面上形成物理吸附(化学吸附)时,位点转换是有利的(抑制),由构型熵增益(静电焓损失)驱动。根据亚层之间的界面类型,超晶格的相分为亚稳态和稳定态,其中转换只能在亚稳态下实现。

通过对空位动力学行为和亚稳态的运作机制的全面理解,有望在多功能材料中进一步研究空位工程。

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Dasol Kim, et al. Conversion between Metavalent and Covalent Bond in Metastable Superlattices Composed of 2D and 3D Sublayers. ACS Nano, 2022

DOI: 10.1021/acsnano.2c03385

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsnano.2c07811

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