一种新相变信息存储材料的高通量筛选方法

摘要

本申请示出一种新相变信息存储材料的高通量筛选方法，包括：读取材料数据；进行高通量筛选，包括：组分筛选，材料为包含四、五、六主族元素且不含氧元素的二元或三元材料；带隙筛选，带隙值在0.01‑1eV之间；结构筛选，原子组成为八面体结构或三角共面结构；相稳定性筛选，相稳定能小于100meV/原子；波恩有效电荷筛选，波恩有效电荷的平均值处于3.6～6.7e之间；内聚能筛选，内聚能值在2.6～3.4eV/原子之间；键角偏移特性筛选，材料包含处于75～105°之间的键角，且用该范围键角计算所得DBAD的值处于2.6‑6.4°之间，层层筛选后输出材料信息；将满足所有筛选判据的材料抽样进行分子动力学模拟检验。本申请能够缩短新相变存储材料筛选周期，降低筛选成本，有针对性的筛选出新相变存储材料。

权利要求

1.一种新相变信息存储材料的高通量筛选方法，其特征在于，包括：S1：按顺序读取数据库中材料数据；

S2：根据读取的材料数据进行高通量筛选，所述筛选步骤包括：S21：材料组分筛选；所述材料组分筛选判据为：所述材料为包含四、五、六主族元素且不含氧元素的二元或三元材料；若所述材料满足该材料组分筛选判据，则记录该材料唯一数据库标号，并进行下一步筛选，若不满足该材料组分筛选判据，则进行下一材料数据读取；

S22：材料带隙筛选；所述材料带隙筛选判据为：所述材料带隙值在0.01‑1eV之间；若所述材料满足S21步骤筛选判据与材料带隙筛选判据，则记录该材料唯一数据库标号，并进行下一步筛选，若不满足该材料带隙筛选判据，则进行下一材料数据读取；

S23：材料结构筛选；所述材料结构筛选判据为：所述材料原子组成为八面体结构或三角共面结构；若所述材料满足S21、S22步骤筛选判据与材料结构筛选判据，则记录该材料唯一数据库标号，并进行下一步筛选，若不满足该材料结构筛选判据，则进行下一材料数据读取；

S24：材料相稳定性筛选；所述材料相稳定性筛选判据为：所述材料相稳定能小于

100meV/原子；若所述材料满足S21～S23步骤筛选判据与材料相稳定性筛选判据，则记录该材料唯一数据库标号，并进行下一步筛选，若不满足该材料相稳定性筛选判据，则进行下一材料数据读取；

S25：材料波恩有效电荷筛选；所述材料波恩有效电荷筛选判据为：所述材料波恩有效电荷的平均值处于3.6～6.7e之间；若所述材料满足S21～S24步骤筛选判据与材料波恩有效电荷筛选判据，则记录该材料唯一数据库标号，并进行下一步筛选，若不满足该材料波恩有效电荷筛选判据，则进行下一材料数据读取；

S26：材料内聚能筛选；所述材料内聚能筛选判据为：所述材料内聚能值在2.6～3.4eV/原子之间；若所述材料满足S21～S25步骤筛选判据与材料内聚能筛选判据，则记录该材料唯一数据库标号，并进行下一步筛选，若不满足该材料内聚能筛选判据，则进行下一材料数据读取；

S27：材料键角偏移特性筛选；所述材料键角偏移特性筛选判据为：所述材料包含处于

75～105°之间的键角，且用该范围键角计算所得DBAD的值处于2.6‑6.4°之间；输出材料信息，若所述材料满足S21～S26步骤筛选判据与材料键角偏移特性筛选判据，则记录该材料唯一数据库标号，若不满足该材料相稳定性筛选判据，则进行下一材料数据读取；得到所有满足如上所述所有筛选判据的材料；

S3：将步骤S2得到的满足所有筛选判据的材料抽样进行分子动力学模拟检验。

2.根据权利要求1所述的一种新相变信息存储材料的高通量筛选方法，其特征在于，所述按顺序读取数据库中材料数据的方法为：采用与数据库接口的计算机程序进行材料读取；所述程序采用开源程序包Python材料基因组；所述程序使用步骤为：

启用Python材料基因组模块中Pymatgen.ext.matproj模块与Materials Project数据库建立连接；

使用Pymatgen.ext.matproj模块中函数直接获取Materials Project数据库中任意材料数据，所述材料数据包括：元素组分、通用化学式、带隙、内聚能、结构文件以及相稳定能。

3.根据权利要求2所述的一种新相变信息存储材料的高通量筛选方法，其特征在于，所述按顺序读取数据库中材料数据的方法还包括：按照材料在数据库中默认编号依次顺序读取直至全部读取完成。

4.根据权利要求1所述的一种新相变信息存储材料的高通量筛选方法，其特征在于，所述材料结构筛选的方法为：

分析化合物结构中所有位置的协调环境；

所述分析方法采用Pymatgen模块编写材料组分筛选判据的执行程序；其具体方法为：读取材料数据信息，加载晶体材料和原胞结构，采用所述执行程序中Chemenv模块自动识别结构的协调环境：其识别步骤为：

编程设置本地几何查找器，得到结构环境输出；

根据所述结构环境计算出不同距离和立体角参数的邻居集；

根据所述邻居集选取MultiWeightsChemenvStrategy作为策略方式分析结构环境；得到晶体材料的每个原子的协调环境；

记录所述晶体材料的每个原子的协调环境，若每个原子的协调环境的位置分析中最大ce_fraction对应的ce_symbol为O：6(八面体结构，配位数为6)或部分为TY：3(三角非共面结构，配位数为3)时，则满足筛选判据。

5.根据权利要求1中所述的一种新相变信息存储材料的高通量筛选方法，其特征在于，所述材料波恩有效电荷筛选方法为：通过第一性原理计算方法获得材料波恩有效电荷。

6.根据权利要求1中所述的一种新相变信息存储材料的高通量筛选方法，其特征在于，所述键角偏移特性为本申请定义的物理量；定义键角偏移量DBAD为相对于90°而定的样本标准差；其公式为：

其中，DBAD为键角偏移量；n为统计的键角数；Xi为材料所统计的键角；各参数均可通过数据库中读取的材料的坐标和晶格常数进行计算。

7.根据权利要求1所述的一种新相变信息存储材料的高通量筛选方法，其特征在于，所述分子动力学模拟检验方法包括：

由材料晶体结构得到相应非晶结构。

8.根据权利要求1所述的一种新相变信息存储材料的高通量筛选方法，其特征在于，所述分子动力学模拟检验方法还包括：由材料非晶结构检验材料重结晶性能。

说明书

一种新相变信息存储材料的高通量筛选方法

技术领域

[0001] 本发明属于半导体材料技术领域，具体涉及一种新相变信息存储材料的高通量筛选方法。

背景技术

[0002] 相变存储技术是国际半导体技术蓝图推荐的下一代新兴非易失性存储技术之一，该技术中，相变存储材料的性质，例如相变速度、高温稳定性、光电信号差等直接决定了器
件的速度、耐久和可靠性等性能。当前，相变存储材料的材料体系偏少，材料某些性能存在
短板，限制了该技术在不同特定场景中的应用，例如材料非晶态稳定性不足，不适用于高温
环境，材料熔点高、散热差，不适合高密度集成等。为解决该问题，国内外研究团队均在致力
于开发更多的新型相变存储材料，以期具有更好的性能，或者可以开发出可以应用于特定
场景的材料。

[0003] 目前，寻找新相变存储材料的方案仍是传统的试错法，主要根据个人经验以现有相变存储材料为基底，替换或掺入其他化学元素，然后采用试错法进行检验，试错法具体步
骤包括：理论上的建模、分子动力学模拟测试以及实验上的材料合成和相变性能测试。

[0004] 传统的试错法在理论建模、分子动力学模拟测试以及实验上的材料合成和相变性能测试过程中均需要大量尝试，成本高，周期长。同时，基于个人经验的策略不够系统，难以
全面的检验已有材料是否可以用于相变存储。

发明内容

[0005] 基于上述问题，本发明提供了一种新相变信息存储材料的高通量筛选方法，以解决传统试错法筛选过程中需要大量尝试，成本高，周期长的问题，能够缩短新相变存储材料
筛选周期，降低筛选成本，有针对性的筛选出新相变存储材料。

[0006] 本申请示出了一种新相变信息存储材料的高通量筛选方法，包括：

[0007] S1：按顺序读取数据库中材料数据；

[0008] S2：根据读取的材料数据进行高通量筛选，所述筛选步骤包括：

[0009] S21：材料组分筛选；所述材料组分筛选判据为：所述材料为包含四、五、六主族元素且不含氧元素的二元或三元材料；若所述材料满足该材料组分筛选判据，则记录该材料
唯一数据库标号，并进行下一步筛选，若不满足该材料组分筛选判据，则进行下一材料数据
读取；

[0010] S22：材料带隙筛选；所述材料带隙筛选判据为：所述材料带隙值在0.01‑1eV之间；若所述材料满足S21步骤筛选判据与材料带隙筛选判据，则记录该材料唯一数据库标号，并
进行下一步筛选，若不满足该材料带隙筛选判据，则进行下一材料数据读取；

[0011] S23：材料结构筛选；所述材料结构筛选判据为：所述材料原子组成为八面体结构或三角共面结构；若所述材料满足S21、S22步骤筛选判据与材料结构筛选判据，则记录该材
料唯一数据库标号，并进行下一步筛选，若不满足该材料结构筛选判据，则进行下一材料数
据读取；

[0012] S24：材料相稳定性筛选；所述材料相稳定性筛选判据为：所述材料相稳定能小于100meV/原子；若所述材料满足S21～S23步骤筛选判据与材料相稳定性筛选判据，则记录该
材料唯一数据库标号，并进行下一步筛选，若不满足该材料相稳定性筛选判据，则进行下一
材料数据读取；

[0013] S25：材料波恩有效电荷筛选；所述材料波恩有效电荷筛选判据为：所述材料波恩有效电荷的平均值处于3.6～6.7e之间；若所述材料满足S21～S24步骤筛选判据与材料波
恩有效电荷筛选判据，则记录该材料唯一数据库标号，并进行下一步筛选，若不满足该材料
波恩有效电荷筛选判据，则进行下一材料数据读取；

[0014] S26：材料内聚能筛选；所述材料内聚能筛选判据为：所述材料内聚能值在2.6～3.4eV/原子之间；若所述材料满足S21～S25步骤筛选判据与材料内聚能筛选判据，则记录
该材料唯一数据库标号，并进行下一步筛选，若不满足该材料内聚能筛选判据，则进行下一
材料数据读取；

[0015] S27：材料键角偏移特性筛选；所述材料键角偏移特性筛选判据为：所述材料包含处于75～105°之间的键角，且用该范围键角计算所得DBAD的值处于2.6‑6.4°之间；输出材料
信息，若所述材料满足S21～S26步骤筛选判据与材料键角偏移特性筛选判据，则记录该材
料唯一数据库标号，若不满足该材料相稳定性筛选判据，则进行下一材料数据读取；得到所
有满足如上所述所有筛选判据的材料；

[0016] S3：将步骤S2得到的满足所有筛选判据的材料抽样进行分子动力学模拟检验。

[0017] 本申请的有益效果为：

[0018] 本申请示出一种新相变信息存储材料的高通量筛选方法，采用组分筛选能够筛掉在相变过程中容易发生分相而导致材料功能失效的材料；采用带隙筛选能够筛掉带隙大于
1eV时电阻较大，电流偏小，焦耳热不够，或带隙为0可视为金属的材料，均不利于相变；采用
结构筛选能够筛选出适合相变存储的晶体结构；采用材料相稳定性筛选判据能够筛选掉材
料相稳定能大于100meV/原子的难以实验合成的材料；采用波恩有效电荷筛选判据能够筛
选出材料信号对比适中且能够快速晶化的材料；采用内聚能筛选能够筛掉内聚能过大，功
耗高的材料以及材料内聚能过小，强度不够的材料；采用键角偏移特性筛选判据能够筛选
出容易非晶化，非晶稳定性较好的材料；经过层层筛选，能够筛选出合适的新相变存储材
料，采用该发明已获得3种相变信息存储材料组分，包括：CdPb3Se4(含Cd‑Pb‑Se合金)，
MnBi2Te4(含Mn‑Bi‑Te合金)和TlBiTe2(含Tl‑Bi‑Te合金)；本申请示出的技术方案根据筛选
的新相变信息存储材料制定相应的筛选标准；能够缩短新相变存储材料筛选周期，降低筛
选成本，有针对性的筛选出新相变存储材料。

附图说明

[0019] 为了更清楚的说明申请的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，对于本领域的普通技术人员而言，在不付出创造性劳动的前提下，还
可以根据这些附图获得其他的附图。

[0020] 图1为本申请示出的一种新相变信息存储材料的高通量筛选方法步骤示意图；

[0021] 图2为本申请示出的根据读取的材料数据进行高通量筛选步骤示意图；

[0022] 图3为本申请示出的一种新相变信息存储材料的高通量筛选方法流程示意图。

具体实施方式

[0023] 为了便于本领域技术人员理解，首先对于本申请示出的技术方案涉及的本领域部分专业术语进行解释说明。

[0024] 高通量筛选技术是一种利用计算机程序从包含大量数据的库中筛选出指定数据的技术，其并不属于一种具有具体、固定操作步骤的技术；曾被应用于寻找电池、能源等材
料，是节约成本、提高寻找效率的可行办法。然而，针对其他功能材料的筛选技术方案与相
变存储无关，不能用于相变存储材料的筛选。由于相变存储材料需要具备一系列严苛的性
能指标，例如快速可逆相变，晶态‑非晶态的信号对比，高的循环性、稳定性等；当高通量被
应用于特定功能材料的筛选时，其技术核心为根据筛选的材料制定相应的筛选标准；目前，
仍然没有利用高通量方法对具有十几万材料的数据库进行相变存储材料筛选的技术方案。

[0025] 相稳定能，为本申请中对英文专有名词Energy above hull的中文解释。

[0026] 参阅图1及图3，图1示出了一种新相变信息存储材料的高通量筛选方法步骤示意图，图3示出了一种新相变信息存储材料的高通量筛选方法流程示意图，包括：

[0027] S1：按顺序读取数据库中材料数据；本申请按顺序读取数据库中材料数据的方法是从已有数据库中筛选相变存储材料，所述数据库包括：理论计算材料数据库或实验材料
数据库；

[0028] 在一可行性实施例中，本申请采用开源材料数据库Materials Project(材料工程)数据库；该数据库网址为：https://materialsproject.org/；

[0029] 在一可行性实施例中，所述读取若干材料数据的方法为：

[0030] 采用与数据库接口的计算机程序进行高通量筛选；所述程序采用开源程序包Python材料基因组；所述程序使用步骤为：

[0031] 启用Python材料基因组模块中Pymatgen.ext.matproj模块与Materials Project数据库建立连接；

[0032] 使用Pymatgen.ext.matproj模块中函数直接获取Materials Project数据库中任意材料数据，所述材料数据包括：元素组分、通用化学式、带隙、内聚能、结构文件以及相稳
定能。

[0033] 在一可行性实施例中，所述按顺序读取数据库中材料数据的方法还包括：

[0034] 按照材料在数据库中默认编号依次顺序读取直至全部读取完成。

[0035] S2：根据读取的材料数据进行筛选，参阅图2，所述筛选步骤包括：

[0036] S21：材料组分筛选；

[0037] 当读取若干材料数据后，所述材料数据包含通用化学式如AlBmCnDuEv…形式；其中A、B、C、D、E代表材料所含元素的符号(含有三种元素则可成为三元材料，以此类推含有两种
元素称为二元材料)，下标l、m、n、u、v代表所含元素的比例。

[0038] 所述材料组分筛选判据为：所述材料为包含四、五、六主族元素且不含氧元素的二元或三元材料；

[0039] 所述材料组分筛选原理为：

[0040] 当材料所含元素组分过多或含氧元素时，在相变过程中容易发生分相而导致材料功能失效；因此仅保留符合材料组分筛选判据的材料；

[0041] 所述材料组分筛选采用Pymatgen模块编写材料组分筛选判据的执行程序；其具体方法为：读取材料数据信息；根据所述数据信息比对元素组分与筛选判据；若所述材料满足
该材料组分筛选判据；则记录该材料唯一数据库标号，该标号具体形式为：mp_id；进行下一
步筛选判据比对；若不满足该材料组分筛选判据，则进行下一材料数据读取；

[0042] S22：材料带隙筛选；

[0043] 当读取若干材料数据后，所述材料数据包含材料的理论或实验带隙值；

[0044] 所述材料带隙筛选判据为：所述材料带隙值在0.01‑1eV之间；

[0045] 所述材料带隙筛选原理为：

[0046] 材料带隙大于1eV时电阻较大，电流偏小，焦耳热不够，不利于相变；材料带隙为0时可能为金属，不利于相变，因此仅保留符合材料带隙筛选判据的材料；

[0047] 所述材料组分筛选采用Pymatgen模块编写材料组分筛选判据的执行程序；其具体方法为：读取材料数据信息，根据所述数据信息比对材料带隙与筛选判据；若所述材料满足
S21步骤筛选判据与材料带隙筛选判据，则记录该材料唯一数据库标号，并进行下一步筛
选，若不满足该材料带隙筛选判据，则进行下一材料数据读取；

[0048] S23：材料结构筛选；

[0049] 当读取若干材料数据后，所述材料数据包含原子坐标与晶格常数；根据所述原子坐标与晶格常数可以实现特征结构的表征；

[0050] 所述材料结构筛选判据为：所述材料原子组成为八面体结构或三角共面结构；

[0051] 所述材料结构筛选原理为：

[0052] 相变材料的p电子成键特征使得其结构键角为90°，原子组成为八面体或三角共面结构；该原子结构便于相变存储，因此仅保留符合材料结构筛选判据的材料；

[0053] 所述材料结构筛选的方法为：

[0054] 分析化合物结构中所有位置的协调环境；

[0055] 所述分析方法采用Pymatgen模块编写材料组分筛选判据的执行程序；其具体方法为：读取材料数据信息，加载晶体材料和原胞结构(即原子坐标和晶格常数)，采用所述执行
程序中Chemenv模块自动识别结构的协调环境：其识别步骤为：

[0056] 编程设置本地几何查找器；在一可行性实施例中，其程序为：lgf＝LocalGeometryFinder()；lgf.setup_structure(structure)，得到结构环境输出，所述输
出包括：Voronoi分析和相应的连续对称度量(continous symmetry measures,CSM)；

[0057] 根据所述结构环境计算出不同距离和立体角参数的邻居集；计算过程中使用的最大距离因子为1.3；在一可行性实施例中，其计算程序为：

[0058] se＝lgf.compute_structure_environments(only_cations＝False,maximum_distance_factor＝1.3)；

[0059] 根据所述邻居集选取MultiWeightsChemenvStrategy作为策略方式分析结构环境；在一可行性实施例中，其分析程序为：strategy＝

[0060] MultiWeightsChemenvStrategy.stats_article_weights_parameters()；lse＝LightStructureEnvironments.from_structure_environments(strategy＝strategy,
structure_environments＝se)；得到晶体材料的每个原子的协调环境；

[0061] 记录所述晶体材料的每个原子的协调环境，若每个原子的协调环境的位置分析中最大ce_fraction对应的ce_symbol为O：6(八面体结构，配位数为6)或部分为TY：3(三角非
共面结构，配位数为3)时，则满足筛选判据。其中，输出的ce_symbol为定义的协调环境类
型，ce_fraction为判定该种协调环境类型的概率。

[0062] 若所述材料满足S21、S22步骤筛选判据与材料结构筛选判据，则记录该材料唯一数据库标号，并进行下一步筛选，若不满足该材料带隙筛选判据，则进行下一材料数据读
取；

[0063] S24：材料相稳定性筛选；

[0064] 当读取若干材料数据后，所述材料数据包含材料的相稳定能；

[0065] 所述材料相稳定性筛选判据为：所述材料相稳定能小于100meV/原子；

[0066] 所述材料相稳定能筛选原理为：当材料相稳定能大于100meV/原子时难以实验合成，因此仅保留符合材料相稳定能筛选判据的材料；

[0067] 所述材料相稳定能筛选采用Pymatgen模块编写材料相稳定能筛选判据的执行程序；其具体方法为：读取材料数据信息，根据所述数据信息比对材料相稳定能筛选判据；若
所述材料满足S21～S23步骤筛选判据与材料相稳定能筛选判据，则记录该材料唯一数据库
标号，并进行下一步筛选，若不满足该材料相稳定能筛选判据，则进行下一材料数据读取；

[0068] S25：材料波恩有效电荷筛选；

[0069] 所述材料波恩有效电荷数据不属于本申请中采用的材料工程数据库数据；

[0070] 所述材料波恩有效电荷筛选方法为：

[0071] 通过第一性原理计算方法获得材料波恩有效电荷；

[0072] 所述第一性原理计算方法为：

[0073] 采用第一性原理计算软件Vienna Ab‑initio Simulation Package(VASP)和基于Perdew‑Burke‑Ernzerhof(PBE)交换关联泛函赝势计算截至1.3倍赝势中ENMAX值，原子受
力收敛标准为

[0074] 所述材料波恩有效电荷筛选判据为：所述材料波恩有效电荷的平均值处于3.6～6.7e之间；

[0075] 所述材料波恩有效电荷筛选原理为：相变存储材料的信号对比来源于材料的强电子极化性，适中的波恩有效电荷是能够保障材料信号对比和快速晶化，因此仅保留符合材
料波恩有效电荷筛选判据的材料；

[0076] 所述材料波恩有效电荷筛选采用Pymatgen模块编写材料波恩有效电荷筛选判据的执行程序；其具体方法为：

[0077] 通过Pymatgen模块下载初步筛选后材料的晶胞结构；

[0078] 对所述初步筛选后材料的晶胞结构进行结构弛豫计算；所述结构弛豫计算方法为：使用Pymatgen中automatic_density模块生成K点网格，所述网格密度为500/原子；

[0079] 完成结构弛豫计算后进行波恩有效电荷静态自洽计算；根据所述波恩有效电荷静态自洽计算生成K点网格；所述网格密度为1000/原子；得到波恩有效电荷张量；

[0080] 通过编程提取输出文件的每个原子的波恩有效电荷张量并计算每原子的波恩有效电荷张量的主对角元素绝对值的平均值；所述平均值为该原子的波恩有效电荷；

[0081] 计算所有原子的波恩有效电荷的平均值；根据所有原子的波恩有效电荷的平均值得到材料的波恩有效电荷；

[0082] 根据所述数据信息比对材料波恩有效电荷筛选判据；若所述材料满足S21～S24步骤筛选判据与材料波恩有效电荷筛选判据，则记录该材料唯一数据库标号，并进行下一步
筛选，若不满足该材料相稳定能筛选判据，则进行下一材料数据读取；

[0083] S26：材料内聚能筛选；

[0084] 当读取若干材料数据后，所述材料数据包含材料的内聚能；

[0085] 所述材料内聚能筛选判据为：所述材料内聚能值在2.6～3.4eV/原子之间；

[0086] 所述材料内聚能筛选原理为：当材料内聚能过大时熔点高，相变存储器件功耗高；当材料内聚能过小时材料强度不够，因此仅保留符合材料内聚能筛选判据的材料；

[0087] 所述材料内聚能筛选采用Pymatgen模块编写材料波恩有效电荷筛选判据的执行程序；其具体方法为：读取材料数据信息，根据所述数据信息比对材料内聚能筛选判据；若
所述材料满足S21～S25步骤筛选判据与材料内聚能筛选判据，则记录该材料唯一数据库标
号，并进行下一步筛选，若不满足该材料内聚能筛选判据，则进行下一材料数据读取；

[0088] S27：材料键角偏移特性筛选；

[0089] 所述材料键角偏移特性为本申请定义的物理量；定义键角偏移量DBAD为相对于90°而定的样本标准差；其公式为：

[0090]

[0091] 其中，DBAD为键角偏移量；n为统计的键角数；Xi为材料所统计的键角；各参数均可通过数据库中读取的材料的坐标和晶格常数进行计算；

[0092] 所述材料键角偏移特性筛选判据为：所述材料包含处于75～105°之间的键角，且用该范围键角计算所得DBAD的值处于2.6‑6.4°之间，输出材料信息；

[0093] 所述材料键角偏移特性筛选原理为：p轨道成键通常为90°键角，代表容易晶化；因此，键角偏离90°代表容易非晶化，也意味着非晶态稳定性更好；因此仅保留符合材料键角
偏移特性筛选判据的材料；键角统计中判定成键的具体参数为：以1.3倍共价半径和作为成
键判断，若两个原子位置距离小于等于1.3倍的共价半径和，则认为成键；若两个原子位置
距离大于1.3倍的共价半径和，则认为不成键；

[0094] 所述材料键角偏移特性筛选采用Pymatgen模块编写材料键角偏移特性筛选判据的执行程序；其具体方法为：读取材料数据信息，根据所述数据信息比对材料键角偏移特性
筛选判据；若所述材料满足S21～S26步骤筛选判据与材料键角偏移特性筛选判据，则记录
该材料唯一数据库标号，并进行下一步筛选，若不满足该材料内聚能筛选判据，则进行下一
材料数据读取；得到所有满足如上所述所有筛选判据的材料；

[0095] S3：将步骤S2得到的满足所有筛选判据的材料抽样进行分子动力学模拟检验。

[0096] 在一可行性实施例中，所述分子动力学模拟检验采用传统分子动力学模拟方法对获得的部分材料检验相变存储性能；

[0097] 所述分子动力学模拟检验方法包括：

[0098] 由材料晶体结构得到相应非晶结构；其具体方法为：对材料的原胞进行扩胞；

[0099] 在一可行性实施例中，选取CdPb3Se4材料，将其扩胞为4×4×1的超胞，所采用的计算软件和基本参数与波恩有效电荷筛选判据中计算波恩有效电荷的参数相同，即采用VASP
软件和PBE赝势。其具体步骤为：

[0100] 模拟采用恒温‑恒体积系宗(NVT)进行熔化‑冷却分子动力学模拟，设置步长为3飞秒(fs)；将超胞晶体结构在3000K恒温弛豫7.5皮秒(ps)；然后，保持在1100K(熔点附近)
12ps以获得平衡液态；再在15ps内降温至300K(室温)；最后，将结构在300K下保持6ps以达
到平衡非晶状态。

[0101] 在一可行性实施例中，所述分子动力学模拟检验方法还包括：

[0102] 由材料非晶结构检验材料重结晶性能。将得到的非晶模型在结晶温度进行恒温加热390ps(本实施例选用CdPb3Se4材料，模拟采用600K)；再编程统计分子动力学模拟过程中
材料的四元环数量以及能量变化，当材料成核过程时四元环数量增加，能量下降，由此可以
检测材料的重结晶特性。

[0103] 在一可行性实施例中，本申请示出的技术方案采用材料工程数据库进行筛选，程序筛选过程(注：计算波恩有效电荷属于获取材料数据过程，不计入筛选程序)采用普通个
人计算机(12核Intel酷睿i7 CPU，16G内存)，耗时小于72小时，获得相变存储材料52种。其
中筛选结果中包含典型相变存储材料Ge‑Sb‑Te系列合金，证明了本发明方法的可靠性；筛
选获得未报道的新相变存储材料20种，抽样进行分子动力学模拟检验了三种材料：
CdPb3Se4，MnBi2Te4和TlBiTe2，熔化‑冷却可以获得稳定非晶态，非晶态在1纳秒(ns)有明显
的再晶化现象，具有较好的相变存储性能，证明了本发明的可行性。

[0104] 采用该发明已获得3种相变信息存储材料组分，包括：CdPb3Se4(含Cd‑Pb‑Se合金)，MnBi2Te4(含Mn‑Bi‑Te合金)和TlBiTe2(含Tl‑Bi‑Te合金)；本申请示出的技术方案根据筛选
的新相变存储材料制定相应的筛选标准；能够缩短新相变存储材料筛选周期，降低筛选成
本，有针对性的筛选出新相变存储材料。

[0105] 以上结合具体实施例和范例性示例对本申请进行了详细说明，不过这些说明并不能理解为对本申请的限制。本领域技术人员理解，在不偏离本申请精神和范围的情况下，可
以对本申请技术方案及其实施方式进行多种等价替换、修饰或改进，这些均落入本申请的
范围内，本申请的保护范围以所附权利要求为准。