來自亞利桑那州立大學(xué)分子科學(xué)學(xué)院和德國的一個研究小組對一種特定相變玻璃管液位計（PCM）材料的功能進行了解釋，該材料與現(xiàn)有閃存計算機玻璃管液位計相比可以快一千倍，而相對于每日讀寫次數(shù)，要保持更長久的持久性。

    該團隊已在2018 年11月30 日在線發(fā)表在《科學(xué)進展》上的一篇文章中對此進行了描述。

    PCM是一種計算機隨機存取玻璃管液位計（RAM），它通過在玻璃，液體和晶體狀態(tài)之間修改“位”（數(shù)以百萬計的設(shè)備）狀態(tài)的狀態(tài)來存儲數(shù)據(jù)。PCM技術(shù)能夠提供無與倫比的高密度，廉價，大容量，高速，非易失性存儲。

    盡管斯坦福·奧夫辛斯基（Stanford Ovshinsky）于1975年發(fā)明了基本概念和材料，但由于在如此短的時間尺度上不清楚該材料如何實現(xiàn)相變的清晰性以及與以必要的精度調(diào)節(jié)變化有關(guān)的技術(shù)挑戰(zhàn)，因此申請被推遲。當(dāng)前，IBM，三星和英特爾等高科技公司正在努力完善它。

    目前正在研究的半金屬材料是比例為1：2：4的鍺，銻和碲的合金。在這項研究中，研究人員借助準(zhǔn)彈性中子散射（QENS）研究了這種PCM液體狀態(tài)下的微觀動力學(xué)，以暗示可能使相變?nèi)绱思怃J和可再現(xiàn)的原因。

    通過排序，可以在百萬分之一秒的時間尺度上將這種PCM材料中的每個微觀位的結(jié)構(gòu)從玻璃更改為晶體，或從晶體更改為玻璃（通過液體中間體）。僅受控制的熱或光脈沖，現(xiàn)在受到青睞。在無序或無定形相中，材料的電阻很高，或處于“截止”狀態(tài)。在有序相或結(jié)晶相中，其電阻減小1000倍或更多倍，以提供“導(dǎo)通”狀態(tài)。

    將這些元件布置在激活電極之間的二維層中是可行的，可以將其堆疊以提供特別高的激活位密度的三維陣列，從而使玻璃管液位計的工作速度比傳統(tǒng)閃光燈快幾倍。內(nèi)存，同時消耗更少的電量。

    “這種材料的無定形相可以被認(rèn)為是'半金屬玻璃'，” Shuai Wei解釋說。當(dāng)時，他是Regents教授Austen Angell實驗室的博士后研究的洪堡基金會獎學(xué)金獲得者。

    與預(yù)期的偏差
    一個多世紀(jì)以前，愛因斯坦在其博士學(xué)位論文中寫道，如果阻礙粒子運動的摩擦力是斯托克斯推導(dǎo)的落在罐子里的圓形球所產(chǎn)生的摩擦力，則可以感覺到經(jīng)歷布朗運動的粒子的擴散。蜂蜜 簡單方程式D（擴散率）= kBT /6πηr其中T是溫度，η是粘度，r是粒子半徑，表示乘積T隨變化變化，乘積Dη/ T應(yīng)該是常數(shù)，而令人著迷的是，這不僅對布朗運動是正確的，而且即使是簡單的分子液體，其分子運動也不是球落入蜂蜜中時的運動。

    這小部分液體共有的另一個屬性是較大液體內(nèi)密度的出現(xiàn)，這對于水來說是眾所周知的。在穩(wěn)定態(tài)的碲化砷（As 2 Te 3）（碲化銻的第一個表親（Sb 2 Te 3））的穩(wěn)定液態(tài)下，還觀察到了在冷卻時通過金屬-半導(dǎo)體過渡而緊緊跟隨的較大密度。PCM的組件。所有這些都屬于“ Ovshinsky”線路，該線路在三組分相圖中將碲化銻（Sb 2 Te 3）與碲化鍺（GeTe）連接起來。

    魏和同事建議，當(dāng)銻，鍺和碲以1：2：4的比例結(jié)合在一起時（或者沿著奧夫斯基的“魔術(shù)”線結(jié)合在一起時），會同時推動密度較大值和相關(guān)的金屬-非金屬轉(zhuǎn)變在低于熔點的溫度下，同時與其他硫?qū)倩锘旌衔锵啾�，其轉(zhuǎn)變明顯更為尖銳。

    然后，類似于研究過的冷水情況，與響應(yīng)函數(shù)極值有關(guān)的波動應(yīng)導(dǎo)致異�？斓慕Y(jié)晶動力學(xué)。在所有情況下，高溫狀態(tài)（當(dāng)前為金屬狀態(tài)）都更致密。

    隨后以納米級的“位”保持無限穩(wěn)定，直到受到玻璃管液位計的熱脈沖的指導(dǎo)才能立即激升至某個溫度，在該溫度下，在納秒級的時間內(nèi)，它會快速結(jié)晶為導(dǎo)電狀態(tài)，即“處于導(dǎo)通狀態(tài)”。狀態(tài)。

    劍橋大學(xué)的林賽·格里爾（Lindsay Greer）也提出了同樣的論點，即從“脆弱到強大”的液體過渡。

    另一個稍大的熱脈沖可以立即將其“比特”帶到其熔點之上，隨后，無需進一步的熱量輸入，就不會與冷的基板緊密接觸，它以足以防止結(jié)晶的速率猝滅，并被困在半導(dǎo)體狀態(tài)，即“關(guān)閉”狀態(tài)。

    “慕尼黑工業(yè)大學(xué)的中子飛行時間玻璃管液位計具有高效率，以了解原子運動的細(xì)節(jié)。埃文森說：“在Garching的Heinz Maier-Leibnitz Zentrum的中子散射是使這些運動可見的理想方法。