來自亞利桑那州立大學分子科學學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，要保持更長久的持久性。

    該團隊已在2018 年11月30 日在線發表在《科學進展》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，液體和晶體狀態之間修改“位”（數以百萬計的設備）狀態的狀態來存儲數據。PCM技術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相變的清晰性以及與以必要的精度調節變化有關的技術挑戰，因此申請被推遲。當前，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，研究人員借助準彈性中子散射（QENS）研究了這種PCM液體狀態下的微觀動力學，以暗示可能使相變如此尖銳和可再現的原因。

    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構從玻璃更改為晶體，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。在有序相或結晶相中，其電阻減小1000倍或更多倍，以提供“導通”狀態。

    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閃光燈快幾倍。內存，同時消耗更少的電量。

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

    與預期的偏差
    一個多世紀以前，愛因斯坦在其博士學位論文中寫道，如果阻礙粒子運動的摩擦力是斯托克斯推導的落在罐子里的圓形球所產生的摩擦力，則可以感覺到經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應該是常數，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密度的出現，這對于水來說是眾所周知的。在穩定態的碲化砷（As 2 Te 3）（碲化銻的第一個表親（Sb 2 Te 3））的穩定液態下，還觀察到了在冷卻時通過金屬-半導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，當銻，鍺和碲以1：2：4的比例結合在一起時（或者沿著奧夫斯基的“魔術”線結合在一起時），會同時推動密度較大值和相關的金屬-非金屬轉變在低于熔點的溫度下，同時與其他硫屬化物混合物相比，其轉變明顯更為尖銳。

    然后，類似于研究過的冷水情況，與響應函數極值有關的波動應導致異常快的結晶動力學。在所有情況下，高溫狀態（當前為金屬狀態）都更致密。

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

    劍橋大學的林賽·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，它以足以防止結晶的速率猝滅，并被困在半導體狀態，即“關閉”狀態。

    “慕尼黑工業大學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節。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。