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摘要：研究小组使用层状镍氧化物Sr2.5Bi0.5NiO5，利用三个晶相的热相变来实现电阻切换，为氧化物导电研究带来了新的视角。

关键词：多值存储、热相变、层状镍氧化物、非易失性存储器、电阻切换

首次在氧化物中利用热相变进行电阻切换实证

——有望实现可多值存储的相变存储器件

要点

相变存储器是一种即使在切断电源也能保留存储信息的非易失性存储器，迄今为止，其工作原理——“利用热相变进行电阻切换”仅针对硫化物材料。
此次，使用层状镍氧化物Sr₅Bi_0.5NiO₅，发现了三个晶相中独特的热相变，并首次成功在氧化物中利用热相变实现了电阻切换。
这将大幅拓展相变存储材料的搜索领域，同时推动可多值存储的相变存储器的发展。

图. Sr_2.5Bi_0.5NiO₅的热相变示意图。

（上图）具有不同Sr/Bi排列的Sr_2.5Bi_0.5NiO₅的晶体结构；

（下图）本研究发现的双钙钛矿结构新材料Sr₂BiNiO_4.5的晶体结构。

利用晶体和非晶之间的热相变进行电阻切换已在GeSbTe合金等硫化物中得到实证，并且有望应用于非易失性相变存储器。而在氧化物中，虽然对金属绝缘体转移和超巨磁阻效应等电阻调制进行了大量研究，但尚未实现利用热相变的电阻切换。

研究小组使用层状镍氧化物Sr_2.5Bi_0.5NiO₅，首次成功在氧化物中利用热相变实现了电阻切换。

本研究发现了一种独特的热相变，即在大气中对由（Sr_1.5Bi_0.5）O₂岩盐层和SrNiO₃钙钛矿层构成的层状镍氧化物Sr_2.5Bi_0.5NiO₅进行退火（热处理）后，岩盐层中Sr/Bi排列的有序晶相（有序相）会变成Sr/Bi排列的无序晶相（无序相）和双钙钛矿结构Sr₂BiNiO_4.5（双钙钛矿相），并最终回到原始有序相。此外，无序相和双钙钛矿相在室温下的电阻分别是有序相的10²倍和10⁹倍，并且可以分别进行切换。

本研究中利用三个晶相的热相变来实现电阻切换，为氧化物导电研究带来了新的视角，并有望推动使用氧化物的多值存储相变存储器的开发。

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