光相変化材料の超高速相転移過程における共鳴結合崩壊ダイナミクスの研究

2018 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 17H06518
• 研究種目: 研究活動スタート支援
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 無機材料・物性
• 研究機関: 東北大学
• 研究代表者: 谷村 洋 東北大学, 金属材料研究所, 助教 (70804087)
• 研究期間 (年度): 2017-08-25 – 2019-03-31
• キーワード: 光相変化材料 / 共鳴結合 / 超高速分光法

研究成果の概要

現在DVD等の材料として用いられている光相変化材料がフェムト秒レーザー照射条件下で示す、非平衡条件下、ピコ秒オーダーで進行するアモルファス化には、結晶相で主要な結合である共鳴結合の光励起が大きく寄与している。本研究ではこの電子系の光励起ダイナミクスを明らかにするため、立方晶岩塩型構造を有するPbTeに着目し、超高速時間分解分光による測定を行った。光励起によって生じた物性値の超高速時間変化を、幅広いエネルギー領域で観測することに成功し、その結果から共鳴結合結晶のアモルファス化過程として可能なモデルを提唱することができた。

自由記述の分野

光物性物理

研究成果の学術的意義や社会的意義

DVDやBlu-rayディスクに用いられている光相変化材料は、結晶相に共鳴結合という特殊な結合状態を有する。近年、光相変化材料にフェムト秒レーザーを照射することにより、従来の熱的過程とは異なり、電子系と格子系が非平衡状態にある条件下で、ピコ秒オーダーでのアモルファス化が進行することが明らかになった。本研究はこの超高速アモルファス化過程を理解する上で重要な、共鳴結合電子系の光励起ダイナミクスを解明に関連するものであり、従来の光記録デバイスの動作速度を飛躍的な上昇を実現し社会に貢献することに繋がる可能性を示すものである。