深圳特區(qū)報(bào)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(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變》為題，在國(guó)際頂尖期刊《科學(xué)》（《Science》）上發(fā)表論文，評(píng)述相變存儲(chǔ)材料的液-液轉(zhuǎn)變機(jī)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(guó)約翰霍普金斯大學(xué)教授馬恩為共同通訊作者。
據(jù)介紹，相變隨機(jī)動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)器是最具潛力的新一代非易失性存儲(chǔ)器，在革新現(xiàn)有馮諾依曼計(jì)算體系架構(gòu)、實(shí)現(xiàn)人工智能神經(jīng)元計(jì)算方面已成為業(yè)界、學(xué)界的研究熱點(diǎn)。PCRAM最顯著的特性在于高操作速度且數(shù)據(jù)非易失性：高溫（600-700 K）下，相變存儲(chǔ)材料可實(shí)現(xiàn)納秒乃至亞納秒級(jí)高速晶化；而在室溫（300 K）下，非晶態(tài)數(shù)據(jù)可實(shí)現(xiàn)十年以上的穩(wěn)定保持。這說(shuō)明相變材料的過冷液相（supercooled liquid phase）在玻璃轉(zhuǎn)變溫度Tg與熔點(diǎn)Tm之間存在著巨大的動(dòng)力學(xué)變化（kinetics change），然而這種動(dòng)力學(xué)反差的微觀結(jié)構(gòu)起源卻始終是個(gè)謎。
通過采用飛秒級(jí)同步輻射硬X射線衍射技術(shù)，研究人員發(fā)現(xiàn)AgInSbTe、Ge15Sb85兩種典型的相變材料的過冷液相中存在一種LLPT。過冷液相在淬火過程中，經(jīng)歷此LLPT后，原子間電子局域化程度增強(qiáng)，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(zhuǎn)變?yōu)長(zhǎng)LPT之后低溫的剛性（strong）液相，證實(shí)此LLPT正是過冷液相動(dòng)力學(xué)轉(zhuǎn)變的結(jié)構(gòu)誘因，發(fā)生了Fragile-to-strong crossover（脆性-剛性轉(zhuǎn)變）。這一發(fā)現(xiàn)揭示了相變存儲(chǔ)材料高溫高速晶化且低溫?cái)?shù)據(jù)非易失特性的物理本質(zhì)，為設(shè)計(jì)性能更為優(yōu)良的新型相變材料提供了強(qiáng)大的實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)武器；有助于加快發(fā)展基于PCRAM的高性能通用型存儲(chǔ)器與類腦神經(jīng)元計(jì)算器件。
該研究獲得了國(guó)家自然科學(xué)基金優(yōu)秀青年基金項(xiàng)目、廣東省基礎(chǔ)研究重大項(xiàng)目、深圳市基礎(chǔ)研究布局與自由探索項(xiàng)目的資助。