综述：掺杂改性和多层结构优化Sb-Te材料数据存储性能的研究进展

这篇综述系统总结了通过掺杂改性和多层结构设计提升Sb-Te相变材料性能的最新进展，重点探讨了元素掺杂（如C、N、Mg等）和GeTe/Sb-Te多层堆叠对材料热稳定性（Tc ）、电学性能（电阻比≥102 ）及结晶速度（～10 ns级）的调控机制，为下一代高速低功耗相变存储器（PCRAM）和神经形态计算提供了材料设计思路。

　　

Characteristic of Sb-Te binary system
Sb-Te二元体系在16–37 at.% Te范围内存在稳定的δ单相区（熔点544.58°C），其岩盐结构八面体配位赋予优异的非晶态稳定性和超快相变速度，但纯Sb-Te的热稳定性（T_c
）不足制约商业化应用。

Performance details
关键性能指标包括结晶温度（T_c
）、结晶活化能（E_a
）和10年数据保持力（T₁₀
）。例如传统Ge₂
Sb₂
Te₅
（GST）的T_c
仅170°C，而掺杂N的Sb-Te可将E_a
提升至2.5 eV以上。

Effect of doping modification
单元素掺杂中，C/N通过形成强共价键抑制原子迁移，使T_c
提高至200°C；金属元素如Al/Mg则通过晶格畸变加速成核。多元共掺杂（如Al-Sc）可协同优化电阻比（10³
）和功耗（RESET能耗降低30%）。

Impact of multilayer structure
GeTe/Sb-Te超晶格结构通过界面效应平衡性能：GeTe层提供高T_c
（～300°C），Sb-Te层维持亚纳秒级结晶速度。这种"三明治"结构使器件循环寿命突破10⁹
次。

Comparison between strategies
掺杂更易实现性能定向调控（如Cu掺杂使T_c
提升40%），而多层结构在兼顾速度与稳定性方面更具优势。最新研究表明，SbSe/Sb-Te异质结可实现5 ns级相变与150°C T₁₀
的完美平衡。

Summary and outlook
未来需开发机器学习辅助的高通量掺杂筛选方法，并探索原子层沉积（ALD）技术制备三维堆叠器件，以满足存算一体和边缘计算需求。