纳米碲基硫系化合物的液相合成及其相变存储机理研究

硫系化合物相变存储器（C-RAM）因其存储单元达到纳米级时所显示出的优异性能，被业界认为最有希望成为下一代主流非易失性存储器。作为C-RAM关键材料的碲基硫系化合物，是信息存储和纳米材料等研究领域的前沿。本项目旨在：发展制备Te基硫系化合物的纳米粒子和纳米线的液相法，系统地研究这些纳米材料的形状、尺寸、组成等与实验参数的依赖关系，采用电子显微学、X射线衍射(XRD)等技术分析其反应中间产物，深入研究其生长机理；详细地研究样品的尺寸、组成等对纳米C-RAM的阀值电压、读写速度、存取次数的影响；结合变温XRD、原位的电子显微分析和理论计算，分析关键相变纳米材料在读、写过程中晶相的具体变化信息，了解材料从非晶相转化为导电的晶态过程中晶体结构的变化规律，进而理解其非晶化-晶化历程和导电机理，找出纳米尺度下影响器件存储性能的关键因素，为探索新型存储材料及C-RAM 器件的研制提供实验与理论依据。

碲基硫系化合物因其在电流脉冲作用下具有可逆的非晶相至晶相的记忆现象及其特殊的能级结构而倍受研究者的关注。当前，硫系化合物纳米结构的可控合成被认为是是信息存储、光催化、纳米化学等研究领域的前沿。在青年基金的资助下，我们发展了AgTe和AgPbTe相变纳米线的液相合成方法，发展了电化学沉积方法成功地制备出了InSb、SbTe和InSbTe等相变化合物纳米线和纳米管及阵列也创新发展了两种材料化学转化法——离子交换和组分剥离，实现了无机纳米材料的组成可调、宏观形貌可预测，获得了高光催化活性和高稳定性的硫系化合物纳米结构；建立了贵金属及其合金的多孔网络结构的普适合成方法，获得了稳定性和电催化活性较理想的贵金属及其合金催化剂。系统地研究这些纳米材料的形状、尺寸、组成等与实验参数的依赖关系，采用电子显微技术、X射线衍射(XRD)等技术分析其反应中间产物，深入研究其生长机理。部分阶段性工作已发表在Angew Chem Int Ed （3篇）、Chem Sci （1篇）、Chem Commun （2篇）、J Mater Chem（2篇）、ChemPhysChem（1篇）、J. Phys. Chem. C（1篇）等，其中1篇论文被选为Chem Commun的封底论文、1篇论文被选为J Mater Chem的外封面论文，1篇论文被选为Angew Chem Int Ed的外封面论文， 2篇Angew Chem Int Ed论文均被评为Hot Papers，2篇论文入选ESI高被引论文。培养硕士毕业生3人，参加国内学术会议11人次；申请人荣获2012年中国化学会青年化学奖，并已收到Chem Asian J、ChemPhysChem等国际杂志编辑的约稿。