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利用第一性原理分子动力学模拟研究过冷液态Ge<sub>3</sub>Sb<sub>2</sub>Te<sub>6</sub>中短程和中程有序的起源

DOI：10.1039/D0CP00389A 期刊：Physical Chemistry Chemical Physics 出版年份：2020 更新时间：2025-09-23 15:19:57
摘要： 诸如Ge-Sb-Te化合物等相变材料因其电存储潜在价值备受关注。与无定形态和晶态相比，过冷液态尽管在非晶化与结晶过程中具有不可忽视的作用，却远未被深入理解。为此，我们研究了快速冷却过程中液态与过冷液态Ge3Sb2Te6的动力学特性和结构特征。随着温度降低，化学键趋于更均匀，但Ge、Sb和Te原子的配位数变化甚微。同时，短程构型的结构有序性显著增强。进一步研究表明：以Ge、Sb和Te为中心的构型主要通过调整键角关系和键长（而非仅改变配位环境），转变为更有序的缺陷八面体结构。正是这些更有序的八面体促进了中程有序的形成。我们的发现为过冷液态Ge3Sb2Te6局部结构有序性的起源提供了深刻见解，这对全面理解非晶化与结晶过程具有重要意义。
作者： Chong Qiao，Y. R. Guo，Songyou Wang，Yu Jia，Cai-Zhuang Wang，Kai-Ming Ho
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研究概述 实验方案 设备清单

研究目的

通过研究快速冷却过程中液态和过冷液态Ge3Sb2Te6的动力学特性与结构特征，探索相变材料（PCMs）中结构有序性的起源。

研究成果

研究表明，过冷液态Ge3Sb2Te6中的局部构型保持了液态的配位环境，但化学均匀性更强。结构有序性主要通过调整键角关系和键长得到增强，从而形成更有序的缺陷八面体。这些有序八面体促进了中程有序的形成，为相变材料中结构有序性的起源提供了见解。

研究不足

该研究聚焦于Ge3Sb2Te6在快速冷却过程中的结构演变，其发现可能不直接适用于其他相变材料或不同冷却条件。

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