相变储存器由于其在非晶态与晶态之间可以实现快速的转换,被广泛的应用于制造CD,DVD及蓝光光盘,目前为止,对于激光诱导的超快相变的相变机制并没有一个统一的理论体系,这主要是由于:第一,相变过程时间短且面积小,因此传统的实验方法无法用于对激光诱导相变的研究;第二,利用模拟方法模拟相变过程的报道主要以退火过程为主,而对于激光诱导超快相变过程的模拟却鲜有报道。为了解决以上问题,本文采用有限元模拟方法模拟了激光诱导相变薄膜的晶化过程,之后,对于纳秒及皮秒激光诱导相变薄膜相变过程的温度场和应力场特性进行了分析。本文首先对纳秒激光诱导Ge₂Sb₂Te₅相变薄膜晶化过程的温度场及应力分布进行分析。建立了一个三维有限元模型,之后选用激光功率为240mJ（53.3mJ/cm3）时的温度、应力结果进行分析。基于模拟计算的结果,将相变薄膜的整个晶化过程分为四个部分:升温阶段,热平衡阶段,冷却阶段,热稳定阶段。之后,对于升温阶段的加热速率及冷却阶段的冷却速率进行了计算分析,发现由于薄膜晶化的影响,最高的冷却速率仅为加热速率的一半,且通过对加热/冷却速率的分析证明晶化过程主要发生在冷却阶段。同样的随不同功率下GST薄膜温度场的分析可以得到,随着激光功率的增加,加热速率与冷却速率都随之增大。对应力场的模拟分析得到相变过程中产生的应力主要由热应力及相变应力组成,相对于相变应力,热应力在数值上具有更大的数量级,对薄膜的相变过程产生主要的影响;而相变应力相对于热应力具有更大的增长率,主要对相变储存器的使用寿命产生影响。通过对不同激光功率下GST薄膜的应力变化进行分析得到,在激光加热及冷却过程中产生的应力主要集中在薄膜表面及底面与硅基底的接触面上,而在薄膜内部分布较少,且数值上远小于薄膜晶化所需的应力,因此应力的存在对于薄膜晶化过程有一定的促进作用,主要影响相变存储器的稳定性及可靠性,严重的话可能导致器件失效。本文计算了纳秒激光诱导下材料的温度场、应力场特征,证明了温度与应力在材料晶化过程中的重要性以及对相变存储器的影响,对于理解激光诱导下的相变机制起一定的作用。