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随着大数据、人工智能、云计算和5G等技术的迅速崛起,全球数据圈以惊人速度增长,对存储器性能提出新挑战。相变存储器因具有操作速度快、寿命长、尺寸易于缩小以及非易失性等优点,被认为是革新现有存储技术的替代者之一,但其热稳定性差以及存储密度低等缺点仍限制其实际应用。鉴此,掌握相变材料亚稳态结晶行为及结构特点,对实现多级数据存储应用显得尤为重要。本文通过原位拉曼激光诱导Sb基多态薄膜结晶并研究其相变前后结构变化的信息特征,理清拉曼光功率和诱导时间对薄膜不同相之间转变特定依赖关系。具体研究结论如下:1、利用不同功率的原位拉曼激光分别诱导Ge2Sb2Te5、Sb2Te3和ZnSb相变薄膜材料,并清晰获得了各个薄膜多态间转变的原位拉曼光谱特征。对于Ge2Sb2Te5,在25 mW的拉曼激光诱导下发现了非晶态与FCC态的混合状态,而在250 mW时对应发现FCC和HEX的混合态,在500 mW作用下则完全转变为稳定的HEX态;Sb2Te3在5 mW下为f-ST结构,在25 mW和50 mW分别得到不同程度的f-ST与t-ST结构的混合态,在250 mW大功率下转变为稳定的t-ST结构;ZnSb则直到250 mW和500 mW的大激光功率诱导下相转变为亚稳态,受限于激光功率没能获得稳相析出。在多态演变过程中,发现ZnSb热稳定性最好,Ge2Sb2Te5次之,而Sb2Te3则最差。2、利用不同的氧化物NiO、Al2O3和ZnO分别与ZnSb复合,制备出不同掺杂含量的纳米复合材料,并利用原位电阻测试、XRD、拉曼和TEM等手段研究其多态结构变化和性能。在ZnSb中引入NiO和ZnO后,ZnSb的热稳定性得到了改善,但过量掺杂使得ZnSb的亚稳态消失,表现出直接从非晶到稳态转变。此外,NiO的引入形成了 NiO/ZnSb界面,加快结晶速度并抑制晶粒生长,使得薄膜RMS降低到4.855 nm。在ZnO-ZnSb复合薄膜中,发现形成均匀相分离区域(富含ZnSb的区域被富含ZnO的区域包围),ZnSb稳相的晶粒生长受ZnO限制而逐渐变小。而Al2O3-ZnSb呈现出不同结晶行为,ZnSb晶粒生长不受Al2O3掺杂影响,晶粒尺寸达到～100 nm,而热稳定性方面并没有显著影响,中间态也可被清晰观察到。3、进一步利用先进原位拉曼激光表征ZnSb基复合薄膜,找到ZnSb多态之间的演变并揭示NiO和ZnO掺杂样品中亚稳态消失的本质。对于(ZnSb)96.0(NiO)4.0薄膜在250 mW发现了非晶态与亚稳态的混合状态,在500 mW演变为亚稳态;在A1203和ZnO复合的薄膜中,利用拉曼激光成功诱导出亚稳ZnSb相的结构特征,不同之处在于不同组分的薄膜在诱导下出现不同程度的拉曼特征峰的些许偏移,这是受ZnSb域边界和分离的氧化物之间的原子间相互作用影响所致。对于(ZnSb)96.0(NiO)4.0和(ZnSb)81.8(ZnO)18.2复合薄膜,用原位拉曼表征捕捉到了用传统的表征手段没有发现的亚稳态,表明两个组分的掺杂物并非抑制ZnSb亚稳态,而是加速亚稳态到稳态演变过程。综上,本文结合传统表征手段与原位拉曼激光诱导表征方式,揭示ZnSb亚稳相消失的本质,进一步理解纳米复合ZnSb基薄膜相变行为。原位拉曼激光诱导的复合薄膜皆捕捉到亚稳态,特别是(ZnSb)89.4(Al2O3)10.6具有良好三态存储能力,不同之处在于掺杂浓度不同,其对亚稳态转变到稳态的加速作用不同。此外,本文提出的原位拉曼表征多态相变薄膜的演变具有和传统研究手段互补作用,使得对相变材料多态的演变研究更为准确。