随着科技的发展和人们生活需求的提高，闪存已经不能满足电子产品发展的需要[1-2]因为其存在的对数据的读写速度慢、擦写次数少等一系列的缺点。硫族化合物的相变存储器由于其具有非挥发性、读写速度快（10ns）、循环寿命长（大于1013次）、数据稳定性好、功耗低、尺寸小以及和CMOS兼容性好等优点很可能会取代闪存，成为下一代新型的主流存储器[3-13]。在现有的众多的存储材料中锗锑碲合金由于其晶相与非晶相具有较大的光学反射率和电阻率的差异被广泛应用于光盘和存储器，而在不同配比的锗锑碲合金中Ge₂Sb₂Te₅被应用得最为广泛。一般认为，其存储过程包括热效应主导的非晶化和再晶化过程。本文主要是利用第一性原理的分子动力学对锗锑碲合金在数据存储中经历的液相结构和晶化过程进行研究。首先，对相变存储器和相变存储材料进行简单的介绍。自从StanfordOvshinsky在20世纪60年代发现相变存储材料[14]，到现在相变存储材料已经发展了许多代，相变存储材料的种类很多，材料的性质差异也各不相同，相变存储器的性能也随之不断优化。虽然相变存储材料锗锑碲合金有很多优点，但是也存在着一些不足之处，国内外的科研工作者正在不断努力对相变存储材料存在的问题进行研究，争取全面完善相变存储材料各方面性能。其次，介绍我们的研究方法第一性原理:第一性原理主要基于密度泛函理论，主要内容包括Hohenberg-Kohn定理和Kohn-Sham方程。再次，针对目前相变存储非晶化过程的“融化-急冷”机制，我们用第一性原理分子动力学模拟了Ge₁Sb₂Te₄、Ge₂Sb₂Te₅和Ge₄Sb₁Te₅的液相结构，并对比了它们液相结构性质。通过计算均方位移（MSD）我们发现Ge₁Sb₂Te₄和Ge₂Sb₂Te₅液相的耦合度要比Ge₄Sb₁Te₅好很多；通过计算关联函数（PCF）和组分无序度（CDN）我们发现Ge₂Sb₂Te₅液相的稳定性在三种合金中是最好。最后，我们用第一性原理分子动力学模拟了Ge₂Sb₂Te₅晶化的过程，分析了它的晶化机制。通过计算键角分布函数、对关联函数、电荷转移和参与晶化原子数我们发现在成核期都是Sb原子起着主导性作用，Ge原子随之变化。上述该研究为从高能液相和快速晶化角度理解存储机理提供重要建议。