深圳特區報2019年6月17日訊（記者馬璇通訊員王若琳）記者昨天從深圳大學(xué)獲悉，該校材料學(xué)院特聘教授饒峰最近以《捕捉液體中的結構轉變》為題，在國際頂尖期刊《科學(xué)》（《Science》）上發(fā)表論文，評述相變存儲材料的液-液轉變機制。其中深圳大學(xué)材料學(xué)院為該論文第一通訊單位；饒峰為第一作者和通訊作者，西安交通大學(xué)教授張偉與美國約翰霍普金斯大學(xué)教授馬恩為共同通訊作者。
據介紹，相變隨機動(dòng)態(tài)存儲器是最具潛力的新一代非易失性存儲器，在革新現有馮諾依曼計算體系架構、實(shí)現人工智能神經(jīng)元計算方面已成為業(yè)界、學(xué)界的研究熱點(diǎn)。PCRAM最顯著(zhù)的特性在于高操作速度且數據非易失性：高溫（600-700 K）下，相變存儲材料可實(shí)現納秒乃至亞納秒級高速晶化；而在室溫（300 K）下，非晶態(tài)數據可實(shí)現十年以上的穩定保持。這說(shuō)明相變材料的過(guò)冷液相（supercooled liquid phase）在玻璃轉變溫度Tg與熔點(diǎn)Tm之間存在著(zhù)巨大的動(dòng)力學(xué)變化（kinetics change），然而這種動(dòng)力學(xué)反差的微觀(guān)結構起源卻始終是個(gè)謎。
通過(guò)采用飛秒級同步輻射硬X射線(xiàn)衍射技術(shù)，研究人員發(fā)現AgInSbTe、Ge15Sb85兩種典型的相變材料的過(guò)冷液相中存在一種LLPT。過(guò)冷液相在淬火過(guò)程中，經(jīng)歷此LLPT后，原子間電子局域化程度增強，致使液相體系更加粘滯（原子遷移受阻）：即LLPT之前高溫的脆性（fragile）液相轉變?yōu)長(cháng)LPT之后低溫的剛性（strong）液相，證實(shí)此LLPT正是過(guò)冷液相動(dòng)力學(xué)轉變的結構誘因，發(fā)生了Fragile-to-strong crossover（脆性-剛性轉變）。這一發(fā)現揭示了相變存儲材料高溫高速晶化且低溫數據非易失特性的物理本質(zhì)，為設計性能更為優(yōu)良的新型相變材料提供了強大的實(shí)驗檢驗武器；有助于加快發(fā)展基于PCRAM的高性能通用型存儲器與類(lèi)腦神經(jīng)元計算器件。
該研究獲得了國家自然科學(xué)基金優(yōu)秀青年基金項目、廣東省基礎研究重大項目、深圳市基礎研究布局與自由探索項目的資助。