elib
DLR-Header
DLR-Logo -> http://www.dlr.de
DLR Portal Home | Impressum | Datenschutz | Kontakt | English
Schriftgröße: [-] Text [+]

Highly tunable β-relaxation enables the tailoring of crystallization in phase-change materials

Chen, Yudong und Yang, Qun und Wang, Jiangjing und Dimitriadis, Theodoros und Schumacher, Mathias und Zhang, Huiru und Müller, Maximilian J. und Amini, Narges und Yang, Fan und Schoekel, Alexander und Pries, Julian und Mazzarello, Riccardo und Wuttig, Matthias und Yu, Haibin und Wei, shuai (2022) Highly tunable β-relaxation enables the tailoring of crystallization in phase-change materials. Nature Communications, 13, Seite 7352. Nature Publishing Group. doi: 10.1038/s41467-022-35005-x. ISSN 2041-1723.

[img] PDF - Verlagsversion (veröffentlichte Fassung)
1MB

Offizielle URL: https://www.nature.com/articles/s41467-022-35005-x

Kurzfassung

In glasses, secondary (β-) relaxations are the predominant source of atomic dynamics. Recently, they have been discovered in covalently bonded glasses, i.e., amorphous phase-change materials (PCMs). However, it is unclear what the mechanism of β-relaxations is in covalent systems and how they are related to crystallization behaviors of PCMs that are crucial properties for non-volatile memories and neuromorphic applications. Here we show direct evidence that crystallization is strongly linked to β-relaxations. We find that the β-relaxation in Ge15Sb85 possesses a high tunability, which enables a manipulation of crystallization kinetics by an order of magnitude. In-situ synchrotron X-ray scattering, dielectric functions, and ab-initio calculations indicate that the weakened β-relaxation intensity stems from a local reinforcement of Peierls-like distortions, which increases the rigidity of the bonding network and decreases the dynamic heterogeneity. Our findings offer a conceptually new approach to tuning the crystallization of PCMs based on manipulating the β-relaxations.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/194077/
Dokumentart:Zeitschriftenbeitrag
Titel:Highly tunable β-relaxation enables the tailoring of crystallization in phase-change materials
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Chen, YudongCenter for Alloy Innovation and Design (CAID), State Key Laboratory for Mechanical Behavior of Materials, Xi’an Jiaotong University, Xi’an, ChinaNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Yang, QunWuhan National High Magnetic Field Center and School of Physics, Huazhong University of Science and Technology, Wuhan, ChinaNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Wang, JiangjingCenter for Alloy Innovation and Design (CAID), State Key Laboratory for Mechanical Behavior of Materials, Xi’an Jiaotong University, Xi’an, ChinaNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Dimitriadis, TheodorosInstitute of Physics (IA), RWTH Aachen University, Aachen,GermanyNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Schumacher, MathiasInstitute of Physics (IA), RWTH Aachen University, Aachen,GermanyNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Zhang, HuiruWuhan National High Magnetic Field Center and School of Physics, Huazhong University of Science and Technology, Wuhan, ChinaNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Müller, Maximilian J.Institute of Physics (IA), RWTH Aachen University, Aachen,GermanyNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Amini, NargesDepartment of Chemistry, Aarhus University, Aarhus, DenmarkNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Yang, FanFan.Yang (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Schoekel, AlexanderDeutsches Elektronen-Synchrotron DESY, Hamburg, GermanyNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Pries, JulianInstitute of Physics (IA), RWTH Aachen University, Aachen,GermanyNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Mazzarello, RiccardoDepartment of Physics, Sapienza University of Rome, Rome, ItalyNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Wuttig, MatthiasInstitute of Physics (IA), RWTH Aachen University, Aachen,GermanyNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Yu, HaibinWuhan National High Magnetic Field Center and School of Physics, Huazhong University of Science and Technology, Wuhan, ChinaNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Wei, shuaiDepartment of Chemistry, Aarhus University, Aarhus, DenmarkNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Datum:29 November 2022
Erschienen in:Nature Communications
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Ja
Gold Open Access:Ja
In SCOPUS:Ja
In ISI Web of Science:Ja
Band:13
DOI:10.1038/s41467-022-35005-x
Seitenbereich:Seite 7352
Verlag:Nature Publishing Group
ISSN:2041-1723
Status:veröffentlicht
Stichwörter:β-relaxation, phase-change materials
HGF - Forschungsbereich:Luftfahrt, Raumfahrt und Verkehr
HGF - Programm:Raumfahrt
HGF - Programmthema:Forschung unter Weltraumbedingungen
DLR - Schwerpunkt:Raumfahrt
DLR - Forschungsgebiet:R FR - Forschung unter Weltraumbedingungen
DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben):R - Materialdesign und neue Materialien
Standort: Köln-Porz
Institute & Einrichtungen:Institut für Materialphysik im Weltraum
Hinterlegt von: Yang, Fan
Hinterlegt am:28 Feb 2023 06:54
Letzte Änderung:28 Feb 2023 06:54

Nur für Mitarbeiter des Archivs: Kontrollseite des Eintrags

Blättern
Suchen
Hilfe & Kontakt
Informationen
electronic library verwendet EPrints 3.3.12
Gestaltung Webseite und Datenbank: Copyright © Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR). Alle Rechte vorbehalten.