양방향 임계값 스위치 (OTS는) 부품메모리가 2차원에서 3차원 구조로 변화하는 핵심 부품으로 그 핵심 구조는 전극/황계 박막/전극으로 구성된다.그 중에서도 Ge-Se 황계 박막은 우수한 스위치 특성으로 인해 가장 주목받는OTS 재료 체계.그러나 이 체계는 서로 다른 성분 구간(특히 셀레늄이 풍부한 지역과 게르마늄이 풍부한 지역)의 가격대 구조와 원자 구조가 아직 전면적으로 밝혀지지 않았다.이 난제를 해결하기 위해 상해교통대학 주민교수팀과세머 비셀 테크놀로지의 갈청친, 사남합작, 이용새머페이 ESCALAB QXi XPS 플랫폼GeₓSe₁₋ₓ (x = 0–100%) 의 전체 구성 범위 내의 전자 구조와 키형 분포를 체계적으로 연구했다.관련 결과Ge-Se Chalcogenides의 X선 광전자 분광학 분석'라는 제목으로 발표됐다.

연구팀은 고해상도 XPS를 통해 Ge 3d 코어 에너지 수준과 가격대 구조를 재구성하여 Ge 함량 변화, 배위 환경 전환 및 키형 재분포 간의 정량 연관성을 구축했다.연구 결과에 따르면 Ge-Se 체계는 다양한 성분 구간에서 세 가지 구조 영역을 나타냅니다. 셀레늄이 풍부한 영역 (x < 40%) 은 4: 2의 Ge: Se 배위 구조를 유지합니다.게르마늄 변환 영역 (x = 40 – 60%) 은 3: 3의 Ge-Se 배위가 Ge-Ge 동극성 키와 경쟁하는 것을 보여줍니다.게르마늄 주도구 (x≥70%) 는 72% 가 넘는 키가 동극성 Ge-Ge 키로 나타났다.

또한 가격대 스펙트럼 분석을 통해 셀레늄 체인의 해리와 다양한 유형의 Ge-Se 키 및 동극성 Ge-Ge 키의 형성을 발견했다.이러한 결과는 Ge-Se 유황족 화합물의 성분-구조 관계를 확립하여 Ge의 도입을 제어함으로써 결함이 매개되는 키 공정을 통해 OTS 성능을 최적화할 수 있음을 나타낸다.

이 연구는 Ge-Se 황계 재료의 전자 구조에 대한 이해를 심화시켰을 뿐만 아니라 고성능 OTS 재료의 설계와 미래 고밀도 저장 기술의 발전에 새로운 아이디어를 제공했다.

그림 1. 시리즈 Ge_xSe_1-x박막의 Ge3d 코어 에너지 수준 그래프의 그룹별 진화

그림 2. XPS 스펙트럼을 통한 시리즈 Ge 분석_xSe_1−x의박막의 가격 전자 구조

그림 3. 풍부한 셀레늄 샘플과 풍부한 게르마늄 샘플의 XPS 가격 스펙트럼 비교

사이머페이ESCALAB QXi XPS 시스템이 연구에서 중요한 역할을 발휘했으며 고해상도, 고감도의 검측능력은 원자급구조해석에 믿음직한 기술버팀목을 제공해주었다.이러한 발견은 Ge-Se 아키텍처의 전자 구조 변화에 대한 우리의 이해를 심화시켰을 뿐만 아니라 미래의 고성능 메모리 소재의 설계에 새로운 사고방식과 방법을 제공했다.사이머페이는 과학 연구자들에게 선진적인 기기와 해결 방안을 제공하여 과학 연구의 끊임없는 돌파를 돕기 위해 계속 노력할 것이다.