جلسه دفاع پایان نامه کارشناسی ارشد (آقای نوید غیابی)
موضوع: محاسبه فشار استحاله کریستال – آمورف نانو آلیاژ سه‌گانه GST و بررسی اثرات حفره‌ها و نابجایی‌ها بر آن‌ها با استفاده از روش میدان فاز بر پایه مکانیک
ارائه دهنده: نوید غیابی
استادان راهنما:دکتر مهدی جوان‌بخت
استادان داور: دکتری مهدی سلمانی تهرانی – دکتر صالح اکبرزاده
چکیده:
در سال‌های اخیر، تحقیقات گسترده‌ای در زمینه مواد تغییرفازدهنده، به‌ویژه آلیاژهای پایه کالکوژن، صورت‌گرفته است که دارای کاربردهای حرارتی، الکتریکی و اپتیکی متعددی هستند. یکی از این مواد، آلیاژ سه‌گانه GST شامل ژرمانیوم، آنتیموان و تلوریوم است که به طور خاص در حافظه‌های تغییرفازدهنده به‌خاطر توانایی در تغییر فاز بین ساختارهای کریستالی و آمورف اهمیت دارد. اکثر مطالعات پیشین بر اساس روش‌های ترمودینامیکی، شبیه‌سازی اتمی و تجربی انجام شده‌اند، اما استفاده از روش میدان فاز به‌عنوان یک رویکرد نوین می‌تواند به بررسی ترمودینامیک، سینتیک و تغییرات ساختاری این ماده کمک کند.
این پایان‌نامه به بررسی فرایند استحاله کریستال - آمورف در نانو لایه‌های آلیاژ GST تحت بارگذاری همزمان مکانیکی و حرارتی با استفاده از مدل میدان فاز پرداخته است و فشار رخداد استحاله در دماهای مختلف استخراج می‌شود. نتایج شبیه‌سازی اتمی نشان می‌دهد که این فشار در ساختارهای بدون عیب آلیاژ GST تا ده‌ها گیگاپاسکال افزایش می‌یابد، درحالی‌که در نمونه‌های تجاری و آزمایشگاهی این فشار به طور قابل‌توجهی پایین‌تر است. یکی از فرضیات برای توجیه این کاهش فشار، وجود عیوب ساختاری، به‌ویژه حفره‌ها و نابجایی‌ها (پلاستیسیته) است.
در این تحقیق، با استفاده از مدل میدان فاز و درنظرگرفتن ساختار حفره‌ها در نانو لایه GST، تغییرات فشار استحاله و رشد ساختار بر حسب درصد سطحی حفره‌ها استخراج شده که تطابق مناسبی با نتایج آزمایشگاهی نشان می‌دهد. همچنین اثر نابجایی‌ها، به‌صورت ترک، بر کاهش فشار استحاله تحلیل می‌شود. طی این مراحل، تأثیر کرنش‌های حرارتی ناشی از دمای بالا در فرایند کریستالی شدن نشان داده می‌شود. تفاوت خواص فازهای کریستالی و آمورف، شامل مدول الاستیک و ضریب انبساط حرارتی، نیز در مدل‌سازی لحاظ گردیده است.