《表1 计算得到的单胞晶格数据》

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《硒掺杂锗碲相变存储材料的第一性原理研究》

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注:晶格常数a0、晶胞角度α、惯用胞体积V以及带隙Eg。

Ge Te包含2个晶相，分别为稳态菱方相（rhombohedral）和高温亚稳面心立方相[20]。信息存储主要通过Ge Te非晶态和稳态菱方相之间的快速转变来实现[21]。因此，本文主要研究Se掺杂对于菱方相的影响，并与Se掺杂的面心立方相进行了类比分析。Ge Te菱方相是一种扭曲的氯化钠结构，可以看做由Ge Te面心立方相中Ge原子亚结构和Te原子亚结构沿[111]方向错动一定距离形成的[22]。这种结构变形属于派尔斯变形（Peierls distortion）[23]。Ge Te菱方相中形成了交替的3个Ge—Te长键和3个Ge—Te短键。从[111]方向观察，Ge Te也可以被当做层状结构；其中，由Ge—Te短键连接的原子可视为处在同一层。基于Ge Te菱方结构的惯用胞，构建了2×2×2的超胞，包含64个原子，结构如图1（a）所示。对Ge Te面心立方相，同样采用了2×2×2的超胞，如图1（b）所示。所有构型均进行了结构弛豫。计算优化得到的单胞晶格数据如表1所示。对于无缺陷的菱方相和面心立方相，计算得到晶格常数和晶胞角度分别为a0=0.608 6 nm，α=8 8.1 4°和a0=0.6 0 1 9 nm，α=9 0°与实验测量值及前人的计算值吻合[20，24]。由于Ge Te中存在大量的本征Ge空位，在掺杂分析中必须考虑Ge空位的影响。对于存在本征Ge空位的Ge Te体系的Se掺杂计算，分别构造了Ge31Te32（共63个原子）的菱方结构和面心立方结构，并对所有构型均进行了结构优化。