研究背景

锑碲（Sb-Te）相变材料具有极快的非晶晶化速度和较低的相变功耗，被认为是新型非易失性存储器和神经拟态芯片的潜在候选材料。

阐明锑碲相变材料的结晶动力学机理是优化其器件性能的基础。然而，由于非晶Sb-Te的晶化速度快且相变区域小，实验难以直接观察与研究。

此外，基于第一性原理分子动力学研究的计算开销大、效率低，难以实现大规模结晶动力学模拟，从而限制了对相变机理的深入研究。

文章简介

近日，北京航空航天大学孙志梅教授团队基于神经演化势框架，采用第一性原理数据训练了 Sb-Te 二元组分的机器学习势函数，该势函数的数值拟合精度高，且在 Sb-Te 相变材料的多个物理性质上表现出优异的预测能力。

基于势函数模型，该工作进一步实现了 Sb-Te 二元非晶的大规模结晶动力学研究，发现 Te 含量对原子扩散和结晶温度有显著影响。进一步的结构分析揭示了不同 Sb-Te 组分中的晶粒分布和结晶特征，证实了 Sb₂Te 以生长为主导的结晶过程，而SbTe 和 Sb₂Te₃ 以形核为主导的结晶过程。

该工作为大规模分子动力学模拟提供了一种兼具精度和效率的新方法，促进了相变材料器件层次原子行为的研究。该成果以“Revealing the crystallization dynamics of Sb-Te phase change materials by large-scale simulations”(《通过大规模模拟揭示Sb-Te相变材料的结晶动力学》)为题，发表在英国皇家化学会期刊 Journal of Materials Chemistry C 上，并入选为hot article。

论文信息

Revealing the crystallization dynamics of Sb-Te phase change materials by large-scale simulations
Kaiqi Li, Bin Liu, Jian Zhou, and Zhimei Sun*（孙志梅，北京航空航天大学）
J. Mater. Chem. C, 2024,12,3897-3906
https://doi.org/10.1039/D3TC04586B

作者简介

李开旗 博士研究生

北京航空航天大学

李开旗，北京航空航天大学博士研究生，导师孙志梅教授。主要研究方向有：相变存储材料、ALKEMIE 高通量自动流程可视化计算平台开发及数据库建设等。

孙志梅 教授

北京航空航天大学教授

孙志梅，北京航空航天大学教授，获得全国三八红旗手、教育部长江学者、国家杰青、国家万人计划领军人才、国家百千万人才工程并授予“有突出贡献的中青年专家”、国务院特殊津贴等多项荣誉，主持国家重点研发计划等项目，担任J. Phys. Chem.的 Senior Editor 等兼职，连续 3 年入选材料领域爱思唯尔中国高被引学者，发表 SCI 论文 280 余篇，论文被 Nature 作为研究亮点报道，被 Nature Mater. 的 News & Views 介绍。主要从事计算材料学、材料高通量跨尺度集成计算与机器学习等研究，自主研发出国际上首个可视化多尺度集成的高通量计算与数据管理智能平台（ALKEMIE），实现了数据驱动的新材料新性能高效智能设计，ALKEMIE 作为中国材料计算与数据平台的唯一代表被编入由美国科学院、工程院和医学院撰写的全球材料基因组计划 10 年成就。出版《先进材料的计算与设计》、《材料高通量集成计算方法与实践》等专著。

相关期刊

rsc.li/materials-c

J. Mater. Chem. C

2-年影响因子*	6.4分
5-年影响因子*	6.6分
最高 JCR 分区*	Q1 物理-应用
CiteScore 分^†	11.8分
中位一审周期^‡	29 天

Journal of Materials Chemistry A、B 和 C 报道材料化学各领域的高质量理论或实验研究工作。这三本期刊发表的论文侧重于报道对材料及其性质的新理解、材料的新应用以及材料合成的新方法。Journal of Materials Chemistry A、B 和 C 的区别在于所报道材料的不同预期用途。粗略的划分是，Journal of Materials Chemistry A 报道材料在能源和可持续性方面的应用，Journal of Materials Chemistry B 报道材料在生物学和医学方面的应用，Journal of Materials Chemistry C 报道材料在光学、磁学和电子设备方面的应用。

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🇨🇳 兰州大学
Ni Zhao (赵铌)
🇨🇳🇭🇰 香港中文大学

* 2022 Journal Citation Reports (Clarivate, 2023)

^† CiteScore 2022 by Elsevier

^‡ 中位数，仅统计进入同行评审阶段的稿件

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