相变存储器（PCRAM）是利用激光脉冲或电脉冲使硫系化合物相变材料在有序的晶态和无序的非晶态之间可逆转变来存储和擦写数据的非易失性存储器。几年来，相变存储材料的擦写速度处在不断刷新中，我们最近的研究报告报道了相变存储材料的最短RESET的时间是0.2ns，但关于相变材料快速相变机理目前还没有定论。
基于此，访问学者王苹在光电信息学院微电子学系缪向水教授的指导下，通过对不同厚度的GeSbTe相变材料的存储器单元施加不同幅度不同宽度的皮秒脉冲信号进行RESET操作，发现随着相变单元厚度的减小，发生非晶化相变的时间缩短，对同一厚度相变单元，随着皮秒脉冲信号幅值的增大，发生相变的时间缩短，高电压薄相变材料的单元更容易发生快速非晶化相变。提出了一种基于碰撞电离和载流子倍增模型来解释其机理，并且利用第一性原理和Ridley luck-drift模型解释了皮秒非晶化相变存在阈值电压Vth和阈值时间Tth的原因。这对超快速相变存储器的研究和设计具有重要意义。
该项工作得到了国家国际科技合作项目（No.2010DFA11050）和863项目（No. 2011AA010404）的资助，相关成果发表于Applied Physics Letters 102, 112108 (2013)。（王苹 供稿）
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