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ナノ熔融領域の光学・熱動力学計測手法の開発とストレージ技術への応用

研究課題

研究課題/領域番号 20360303
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 無機材料・物性
研究機関独立行政法人産業技術総合研究所

研究代表者

桑原 正史  独立行政法人産業技術総合研究所, 光技術研究部門, 主任研究員 (60356954)

研究分担者 島 隆之  独立行政法人産業技術総合研究所, 電子光技術研究部門, 主任研究員 (10371048)
遠藤 理恵  東京工業大学, 大学院・理工学研究科, 材料工学専攻 (00372459)
鶴岡 徹  物質・材料研究機構, 国際ナノアーキテクトニクス研究拠点, MANA研究者 (20271992)
研究期間 (年度) 2008 – 2010
研究課題ステータス 完了 (2010年度)
配分額 *注記
19,110千円 (直接経費: 14,700千円、間接経費: 4,410千円)
2010年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
2009年度: 6,370千円 (直接経費: 4,900千円、間接経費: 1,470千円)
2008年度: 10,790千円 (直接経費: 8,300千円、間接経費: 2,490千円)
キーワード光ディスク / 高温熔融 / 屈折率 / 電気伝導率 / 熱伝導率 / カルコゲナイド / 光学定数 / 相変化メモリー / 超解像再生 / 光スイッチ / カルコゲナイト / ラマン散乱 / 高温熔融状態 / 結晶-アモルファス転移 / 光記録 / 光学例数 / カルコゲン材料 / 電気抵抗率 / 近接場光
研究概要

光ディスクや相変化メモリは、レーザー光や電気抵抗により、カルコゲナイドと呼ばれる記録材料を熔融、急冷し記録を行っている。カルコゲナイドの物性はデバイス設計や現象の解明に必要であるが、高温熔融状態での物性に関しては十分な研究がされていなかった。本研究では、カルコゲナイドの高温熔融時の物性(屈折率、電気伝導率、熱伝導率)測定に必要な方法や装置開発を中心に手進めた。また光ディスクや相変化メモリの結晶構造その場観察装置の開発、カルコゲナイドを用いた超低消費電力型光スイッチ素子の開発も行ったので報告する。

報告書

(4件)
  • 2010 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2009 実績報告書
  • 2008 実績報告書
  • 研究成果

    (48件)

すべて 2011 2010 2009 2008

すべて 雑誌論文 (13件) (うち査読あり 6件) 学会発表 (33件) 産業財産権 (2件)

  • [雑誌論文] Thermal Conductivity Measurements of SolidSb_2Te_3 by Hot-Strip Method2010

    • 著者名/発表者名
      R.Lan, R.Endo, M.Kuwahara, Y.Kobayashi, M.Susa
    • 雑誌名

      Jpn.J.Appl.Phys. 49

    • 関連する報告書
      2010 研究成果報告書
  • [雑誌論文] Electric Resistivity Measurements of Sb2Te3 and Ge_2Sb_2Te_5 Melts Using Four-Terminal Method2010

    • 著者名/発表者名
      R.Endo, S.Maeda, Y.Jinnai, R.Lan, M.Kuwahara, Y.Kobayashi, M.Susa
    • 雑誌名

      Jpn.J.Appl.Phys. 49

    • 関連する報告書
      2010 研究成果報告書
  • [雑誌論文] Electric Resistivity Measurements of SbZTe3 and Ge_2Sb_2Te_5 Melts Using Four-Terminal Method2010

    • 著者名/発表者名
      R.Endo, S.Maeda, Y.Jinnai, R.Lan, M.Kuwahara, Y.Kobayashi, M.Susa
    • 雑誌名

      Jpn.J.Appl.Phys.

      巻: Vol.49

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Thermal Conductivity Measurements of Solid Sb_2Te_3 by Hot-Strip Method2010

    • 著者名/発表者名
      R.Lan, R.Endo, M.Kuwahara, Y.Kobayashi, M.Susa
    • 雑誌名

      Jpn.J.Appl.Phys.

      巻: Vol.49

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] In situ Raman scattering spectroscopy for super resolution optical disk during readout2009

    • 著者名/発表者名
      M.Kuwahara, T.Shima, P.Fons, J.Tominaga
    • 雑誌名

      Appl.Phys.Exp. 2

    • NAID

      10025087755

    • 関連する報告書
      2010 研究成果報告書
  • [雑誌論文] Scanning tunneling microscope light emission spectra of polycrystalline Ge_2Sb_2Te_3 and Sb_2Te_32009

    • 著者名/発表者名
      Y.Uehara, S. Katano, M.Kuwahara, S.Ushioda
    • 雑誌名

      Solid State.Commun. 149

      ページ: 1902-1904

    • 関連する報告書
      2010 研究成果報告書
  • [雑誌論文] Measurement of refractive index, specific heat capacity, and thermal conductivity for Ag-In-Sb-Te at high temperature2009

    • 著者名/発表者名
      M.Kuwahara, O.Suzuki, K.Tsutsumi, T.Yagi, N.Taketoshi, H.Kato, R.Simpson, M.Suzuki, J.Tominaga, T.Baba
    • 雑誌名

      Jpn.J.Appl.Phys. 48

    • 関連する報告書
      2010 研究成果報告書
  • [雑誌論文] Proposal of a Grating-Based Optical Reflection Switch using Phase Change Materials2009

    • 著者名/発表者名
      X.Wang, M.Kuwahara, K.Awazu, P.Fons, J.Tominaga, Y.Ohki
    • 雑誌名

      Opt.Exp. 17

      ページ: 16947-16956

    • 関連する報告書
      2010 研究成果報告書
  • [雑誌論文] In situ Raman Scattering Spectroscopy for Super Resolution Optical Disk during Readout2009

    • 著者名/発表者名
      M.Kuwahara, T.Shima, P.Fons, J.Tominaga
    • 雑誌名

      Appl.Phys.Exp. 2

      ページ: 82402-3

    • NAID

      10025087755

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Proposal and Design of a Grating-based Optical Reflection Switch using Phase Change Material2009

    • 著者名/発表者名
      X.Wang, M.Kuwahara, K.Awazu, P.Fons, J.Tominaga, Y.Ooki
    • 雑誌名

      Opt.Exp. 17

      ページ: 16947-16956

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Scanning tunneling microscope light emission spectra of polycrystalline Ge_2Sb_2Te_5 and Sb_2Te_32009

    • 著者名/発表者名
      Y.Uehara, M.Kuwahara, S.Katano, S.Ushioda
    • 雑誌名

      Solid State Comm. 149

      ページ: 1902-1904

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Measurement of Refractive Index, Specific Heat Capacity, and Thermal Conductivity for Ag-In-Sb-Te at High Temperature2009

    • 著者名/発表者名
      M.Kuwahara, O.Suzuki, K.Tsutsumi, T.Yagi, N.Taketoshi, H.Kato, R.Simpson, M.Suzuki, J.Tominaga, T.Baba
    • 雑誌名

      Jpn.J.Appl.Phys. 48

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] データストレージと熱作用2009

    • 著者名/発表者名
      桑原正史
    • 雑誌名

      熱物性 23

      ページ: 46-51

    • NAID

      10024729512

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] 高温熔融状態のカルコゲナイド光学定数測定装置の開発2011

    • 著者名/発表者名
      桑原正史、遠藤理恵、堤浩一、森笠福好、深谷俊夫、須佐匡裕、鈴木道夫、遠藤智義、田所利康
    • 学会等名
      2011年春季第58回応用物理学関係連合講演会
    • 発表場所
      神奈川工科大学
    • 年月日
      2011-03-25
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書 2010 研究成果報告書
  • [学会発表] Electric resistivity for molten Sb-Te and Sb2Te3-GeTe system2010

    • 著者名/発表者名
      桑原正史、小林義直、須佐匡裕
    • 学会等名
      The Symposium on Phase Change Optical Information Storage2010
    • 発表場所
      熱海ニューフジヤホテル
    • 年月日
      2010-11-26
    • 関連する報告書
      2010 研究成果報告書
  • [学会発表] Thermal Conductivity Measurements of Solid Sb2Te3 by Hot-Strip Method2010

    • 著者名/発表者名
      ランルイ、遠藤理恵、桑原 正史、小林義直、須佐 匡裕
    • 学会等名
      The Symposium on Phase Change Optical Information Storage (PCOS)
    • 発表場所
      熱海ニューフジヤホテル
    • 年月日
      2010-11-26
    • 関連する報告書
      2010 研究成果報告書
  • [学会発表] Thermal Conductivity Measurements of Solid Sb_2Te_3 by Hot-Strip Method2010

    • 著者名/発表者名
      R.Lan, R.Endo, M.Kuwahara, Y.Kobayashi, M.Susa
    • 学会等名
      The Symposium on Phase Change Optical Information Storage(PCOS)
    • 発表場所
      熱海ニューフジヤホテル
    • 年月日
      2010-11-26
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] Electric resistivity for molten Sb-Te and Sb_2Te_3-GeTe system2010

    • 著者名/発表者名
      R.Endo, S.Maeda, M.Kuwahara, Y.Kobayashi, M.Susa
    • 学会等名
      The Symposium on Phase Change Optical Information Storage(PCOS)
    • 発表場所
      熱海ニューフジヤホテル
    • 年月日
      2010-11-26
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] Phonon detection using scanning tunneling microscope light emission2010

    • 著者名/発表者名
      Y.Uehara, S.Katano, M.Watanabe, M.Kuwahara
    • 学会等名
      The Symposium on Phase Change Optical Information Storage(PCOS)
    • 発表場所
      熱海ニューフジヤホテル
    • 年月日
      2010-11-25
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] Fabrication of a grating with phase change material and its static optical switchingperformance2010

    • 著者名/発表者名
      X.Wang, M.Kuwahara, M.Fujimaki, S.Kawashima, H.Tsuda, Y.Ohki
    • 学会等名
      Micro and Nano Engineering (MNE) 2010
    • 発表場所
      Italy, Genoa
    • 年月日
      2010-09-22
    • 関連する報告書
      2010 研究成果報告書
  • [学会発表] Electric resistivity of Sb2Te3-GeTe pseudo binary system in liquid state2010

    • 著者名/発表者名
      R.Endo, M.Kuwahara, Y. Kobayashi, M.Susa
    • 学会等名
      European Symposium Phase Change and Ovonic Science (E*PCOS)
    • 発表場所
      イタリア、ミラノ
    • 年月日
      2010-09-06
    • 関連する報告書
      2010 研究成果報告書
  • [学会発表] Electric resistivity of Sb_2Te_3-GeTe pseudo binary system in liquid state2010

    • 著者名/発表者名
      R.Endo, M.Kuwahara, Y.Kobayashi, M.Susa
    • 学会等名
      European Symposium Phase Change and Ovonic Science(E*PCOS)
    • 発表場所
      ミラノ、イタリア
    • 年月日
      2010-09-06
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] In-situ Raman Scattering Spectroscopy for Super Resolution Effect2010

    • 著者名/発表者名
      M.Kuwahara, T.Shima, P.Fons, J.Tominaga
    • 学会等名
      2010 MRS Spring meeting
    • 発表場所
      San Francisco
    • 年月日
      2010-04-06
    • 関連する報告書
      2010 研究成果報告書
  • [学会発表] In-situ Raman Scattering Spectroscopy for Super Resolution Effect2010

    • 著者名/発表者名
      M.Kuwahara, T.Shima, P.Fons, J.Tominaga
    • 学会等名
      2010 MRS Spring meeting
    • 発表場所
      サンフランシスコ、アメリカ
    • 年月日
      2010-04-06
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] 溶融Sb2Te3-GeTe 系の電気抵抗率とその温度依存性2010

    • 著者名/発表者名
      遠藤理恵、前田晋平、小林義直、須佐匡裕、桑原正史
    • 学会等名
      日本鉄鋼協会第159回春季講演大会
    • 発表場所
      筑波大学
    • 年月日
      2010-03-30
    • 関連する報告書
      2010 研究成果報告書
  • [学会発表] Sb_2Te_3のSTM発光スペクトル中のフォノン構造2010

    • 著者名/発表者名
      翁長修一、桑原正史、上原洋一、渡邊彰太、片野諭
    • 学会等名
      2010年春季 第57回 応用物理学関係連合講演会
    • 発表場所
      東海大学,静岡
    • 年月日
      2010-03-17
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] 光ディスク材料の光・熱物性測定-高温化での屈折率、熱伝導率、比熱2010

    • 著者名/発表者名
      桑原正史
    • 学会等名
      平成21年度 固体熱物性クラブ全体会合およびデータベース・薄膜熱物性WG会合(招待)
    • 発表場所
      秋葉原,東京
    • 年月日
      2010-01-26
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] 相変化材料の高温時の物性測定2010

    • 著者名/発表者名
      桑原正史
    • 学会等名
      相変化ワークショップ(招待)
    • 発表場所
      浜松,静岡
    • 年月日
      2010-01-21
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] 高温熔融材料のための赤外線加熱方式分光エリプソメトリー装置の開発2009

    • 著者名/発表者名
      桑原正史、深谷俊夫、島隆之、富永淳二、堤浩一、鈴木道夫、遠藤理恵、須佐匡裕、森笠福好、遠藤智義
    • 学会等名
      第5回偏光計測研究会(招待)
    • 発表場所
      山梨大学,山梨
    • 年月日
      2009-12-09
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] Density measurements for Sb_2Te_3 in solid and liquid states2009

    • 著者名/発表者名
      L.Ran, R.Endo, M.Kuwahara, Y.Kobayashi, M.Susa
    • 学会等名
      相変化記録シンポジウム2009
    • 発表場所
      熱海市,静岡
    • 年月日
      2009-11-26
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] Electric Resistivity for Sb-Te System in Liquid State Using Four Terminal Method2009

    • 著者名/発表者名
      R.Endo, S.Maeda, M.Kuwahara, Y.Kobayashi, M.Susa
    • 学会等名
      相変化記録シンポジウム2009
    • 発表場所
      熱海市,静岡
    • 年月日
      2009-11-26
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] Measurement of boundary thermal resistance between Ge_2Sb_2Te_5 and TiN film2009

    • 著者名/発表者名
      M.Kuwahara, K.Ishikawa, J.Tominaga
    • 学会等名
      Micro and Nano Engineering(MNE)2009
    • 発表場所
      Gent, Belgium
    • 年月日
      2009-09-30
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] 超解像光ディスクのその場ラマン散乱測定2009

    • 著者名/発表者名
      桑原正史、島隆之、富永淳二
    • 学会等名
      2009年秋季第70回応用物理学会学術講演会
    • 発表場所
      富山大学
    • 年月日
      2009-09-09
    • 関連する報告書
      2010 研究成果報告書
  • [学会発表] 超解像光ディスクのその場ラマン散乱測定2009

    • 著者名/発表者名
      桑原正史、島隆之、富永淳二
    • 学会等名
      2009年秋季 第70回応用物理学会学術講演会
    • 発表場所
      富山大学、富山市
    • 年月日
      2009-09-09
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] Electric resistivities of liquid Sb2Te3 and Ge2Sb2Te52009

    • 著者名/発表者名
      R.Endo, S.Maeda, Y. Jinnai, M.Kuwahara, Y.Kobayashi, M.Susa
    • 学会等名
      European Symposium Phase Change and Ovonic Science (E*PCOS)
    • 発表場所
      ドイツアーヘン
    • 年月日
      2009-09-07
    • 関連する報告書
      2010 研究成果報告書
  • [学会発表] Electric resistivities of liquid Sb_2Te_3 and Ge_2Sb_2Te_52009

    • 著者名/発表者名
      R.Endo, S.Maeda, Y.Jinnnai, M.Kuwahara, Y.Kobayashi, M.Susa
    • 学会等名
      European Symposium Phase Change and Ovonic Science(E*PCOS)招待
    • 発表場所
      Aachen, Germany
    • 年月日
      2009-09-07
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] In situ Raman Scattering Spectroscopy for Super Resolution Optical Disk2009

    • 著者名/発表者名
      M.Kuwahara, T.Shima, J.Tominaga
    • 学会等名
      Optical Data Storage(ODS)2009
    • 発表場所
      Florida, USA
    • 年月日
      2009-05-12
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] 溶融Sb_2Te_3の電気抵抗率の温度依存性2009

    • 著者名/発表者名
      前田晋平, 遠藤理恵, 小林義直, 須佐匡裕, 桑原正史
    • 学会等名
      日本鉄鋼協会 第157回春季講演大会
    • 発表場所
      東京工業大学
    • 年月日
      2009-03-30
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] Thermal conductivity measurements of Sb2Te3 melt using short hot wire method2009

    • 著者名/発表者名
      ランルイ, 遠藤理恵, 前田晋平, 桑原正史, 小林義直, 須佐匡裕
    • 学会等名
      日本鉄鋼協会 第157回春季講演大会
    • 発表場所
      東京工業大学
    • 年月日
      2009-03-30
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] 四端子法による溶融カルコゲン化合物の電気抵抗率測定2009

    • 著者名/発表者名
      遠藤理恵, 前田晋平, 神内悠里, 小林義直, 須佐匡裕, 桑原正史
    • 学会等名
      第56回応用物理学関係連合講演会
    • 発表場所
      筑波大学
    • 年月日
      2009-03-30
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] Ge_2Sb_2Te_5およびSb_2Te_3薄膜のSTM発光測定2009

    • 著者名/発表者名
      桑原正史, 上原洋一, 片野諭
    • 学会等名
      2009年春季 第56回応用物理学関係連合講演会
    • 発表場所
      筑波大学
    • 年月日
      2009-03-30
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] Ge_2Sb_2Te_5およびSb_2Te_3のSTM発光測定2009

    • 著者名/発表者名
      桑原正史, 上原洋一, 片野諭
    • 学会等名
      第64回物理学会年次大会
    • 発表場所
      立教大学
    • 年月日
      2009-03-28
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] Electric resistivity measurement of liquid Ge-Sb-Te materials2008

    • 著者名/発表者名
      R. Endo, Y. Jinnnai, L. Rui., M. Kuwahara, M. Susa
    • 学会等名
      20th Symposium on Phase Change Optical Informaion Storage PCOS 2008
    • 発表場所
      静岡県伊豆市、ラフォーレ修善寺
    • 年月日
      2008-12-05
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] Proposal and Principle Verification of a New Grating-Type Optical Reflection Switch Based on Phase Change Material2008

    • 著者名/発表者名
      X. Wang, M. Kuwahara, K. Awazu, J. Tominaga
    • 学会等名
      20th Symposium on Phase Change Optical Informaion Storage PCOS 2008
    • 発表場所
      静岡県伊豆市、ラフォーレ修善寺
    • 年月日
      2008-12-04
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] 相変化材料を用いたグレーティング型光スイッチの提案と原理実証2008

    • 著者名/発表者名
      王暁民, 桑原正史, 粟津浩一, 富永淳二
    • 学会等名
      第69回応用物理学会学術講演会
    • 発表場所
      中部大学
    • 年月日
      2008-09-03
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] Electric and thermal conductivities of Ge-Sb-Te bulk materials2008

    • 著者名/発表者名
      L. Rui., Y. Jinnnai, R. Endo, M. Kuwahara, Y. Kobayashi, M. Susa
    • 学会等名
      18th European Conference on Thermophysical Properties
    • 発表場所
      Pau, France
    • 年月日
      2008-09-01
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [産業財産権] 液体または溶融材料の光学測定装置および光学測定方法2008

    • 発明者名
      桑原正史, 深谷俊夫, 島隆之, 富永淳二, 遠藤理恵, 須佐匡裕, 堤浩一, 鈴木道夫
    • 権利者名
      (独)産業技術総合研究所、(国)東京工業大学、(株)ジェーエーウーラムジャパン
    • 産業財産権番号
      2008-164896
    • 出願年月日
      2008-06-24
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [産業財産権] 光路切替素子及び光路切替方法2008

    • 発明者名
      桑原正史, 王暁民, 粟津浩一, 富永淳二
    • 権利者名
      (独)産業技術総合研究所
    • 産業財産権番号
      2008-208449
    • 出願年月日
      2008-08-13
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書

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公開日: 2008-04-01   更新日: 2016-04-21  

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