相変化メモリ
カルコゲナイドガラスの結晶相とアモルファス相は大きく抵抗値が異なる。アモルファス相では非常に高抵抗で、結晶相では低抵抗であるため、これを0と1に対応させることができる。カルコゲナイドはCD-RWやDVD-RW等の書き換え可能な光学メディアと同じ材料である。これらの材料ではこれまで電気抵抗変化よりも、カルコゲナイドの反射率が変化するという光学的な特性が利用されてきた。
おおよそ全ての試作段階のPCMは、GSTと呼ばれるゲルマニウム(Ge)、アンチモン(Sb)、テルル(Te)のカルコゲナイド合金が利用されている。Ge:Sb:Teの組成比は2:2:5である。GSTは600 °C以上に熱せられると、結晶性が失われる。一旦冷やされると、アモルファスのガラス的な状態に転移し、電気抵抗が高くなる。カルコゲナイドを結晶点以上(ただし融点より低い温度)に熱すると結晶状態に戻り、抵抗は低くなる。
この相変化が起きるまでの結晶化時間は温度に依存する。加熱が足りなかったカルコゲナイド部分は結晶化するのにより大きな時間を要し、そして過熱してしまった部分は溶けてしまうかもしれない。
通常、100 ns程度の結晶化時間が用いられることが多い。これはスイッチング時間が2 ns程度であるDRAMのような通常の不揮発性メモリよりも長い時間である。しかしながら、2006年の一月にサムスン電子はPCMのスイッチング時間が5 nsにも達することを示唆している。
Intel社やSTM社による先進的な研究成果によって、カルコゲナイドの相状態をより細かく制御することができるようになり、1つのセルから4つの別々の状態に相変化できるようになった。
フラッシュメモリは、ボード上にはんだ付けする前にプログラムを書き込むことができるが、PCMははんだ付けをしてボードに取り付ける際の高温によってデータが消えてしまう。これは、近年の環境に配慮した鉛フリーはんだ(融解に高温が必要)を推奨していく動きとは相容れないものである。
したがって、PCMを用いるデバイスは、はんだ付けの後にデバイス自身が書き込みを行えるようなシステムを取らなければならない。