相変化光記録膜材料におけるテラヘルツスイッチング機構の解明と応用

2012 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 22340076
• 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: 物性Ⅰ
• 研究機関: 筑波大学
• 研究代表者: 長谷 宗明 筑波大学, 数理物質系, 准教授 (40354211)
• 連携研究者: 富永 淳二 産業技術総合研究所, ナノエレクトロニクス研究部門, 首席研究員 (10357577)
• 研究期間 (年度): 2010 – 2012
• キーワード: 光記録 / コヒーレントフォノン / 相変化

研究概要

本研究では、光記録膜材料として極めて重要なカルコゲンと呼ばれる化合物(Ge-Sb-Te系物質)における、結晶-アモルファス間の相変化のフェムト秒～ピコ秒実時間領域の格子ダイナミクスを、ポンプ-プローブ法によるコヒーレントフォノン分光により解明することを目的とした。その結果、ダブルパルス(パルス対)励起により1ピコ秒程度の超高速相変化の観測に成功し、また励起光の偏光に依存した相変化ダイナミクスを見いだした。

研究成果

• [雑誌論文] Ultrafast Optical Manipulation of Atomic Motions in Multilayer Ge-Sb-Te Phase Change Materials (2013)
  • 著者名/発表者名: Kotaro Makino, Junji Tominaga, Alex V. Kolobov, Paul Fons, and Muneaki Hase
  • 雑誌名: Web of Conferences 巻: Vol. 41 ページ: 3007
  • DOI: DOI:10.1051/epjconf/20134103007
  • 査読あり
• [雑誌論文] 相変化光記録膜材料のコヒーレントフォノン分光と超高速光誘起構造変化 (2013)
  • 著者名/発表者名: 長谷宗明, 牧野孝太郎, 富永淳二
  • 雑誌名: 日本物理学会誌 巻: Vol. 68 ページ: 314-318
  • URL: http://www.jps.or.jp/books/gakkaishi/2013/05/685.html
  • 査読あり
• [雑誌論文] Bond-selective excitation and following displacement of Ge atoms in GeTe/Sb_2Te_3 superlattice (2012)
  • 著者名/発表者名: Kotaro Makino, Junji Tominaga, Muneaki Hase
  • 雑誌名: Acta Phys. Pol. A 巻: Vol. 121 ページ: 336-339
  • URL: http://przyrbwn.icm.edu.pl/APP/ABSTR/121/a121-2-10.html
  • 査読あり
• [雑誌論文] Polarization Dependent Optical Control of Atomic Arrangement in Multilayer Ge-SbTe Phase Change Materials (2012)
  • 著者名/発表者名: Kotaro Makino, Junji Tominaga, Alex V. Kolobov, Paul Fons, and Muneaki Hase
  • 雑誌名: Appl. Phys. Lett. 巻: Vol. 101 ページ: 232101
  • DOI: DOI:10.1063/1.4768785
  • 査読あり
• [雑誌論文] Control of carrier transport in GaAs bylongitudinal -optical phonon-carrier scattering using a pair of laser pump pulses (2011)
  • 著者名/発表者名: Muneaki Hase, Daisuke Hayashi, and J. D.Lee
  • 雑誌名: J. Appl. Phys 巻: Vol. 109 ページ: 73715
  • DOI: DOI:10.1063/1.3562188
  • 査読あり
• [雑誌論文] Thermal conductivity of GeTe/Sb2Te3 superlattices measured by coherent phonon spectroscopy (2011)
  • 著者名/発表者名: Muneaki Hase and Junji Tominaga
  • 雑誌名: Appl. Phys. Lett 巻: Vol. 99 ページ: 031902
  • DOI: DOI:10.1063/1.3611030
  • 査読あり
• [雑誌論文] Ultrafast optical manipulation of atomic arrangements in chalcogenide alloy memory materials (2011)
  • 著者名/発表者名: Kotaro Makino, Junji Tominaga, Muneaki Hase
  • 雑誌名: Optics Express 巻: Vol. 19 ページ: 1260-1270
  • DOI: DOI:10.1364/OE.19.001260
  • 査読あり
• [雑誌論文] Ultrafast phase change in Ge2Sb2Te5induced by selective excitation of coherent phonons (2011)
  • 著者名/発表者名: Kotaro Makino, Junji Tominaga, Muneaki Hase
  • 雑誌名: Ultrafast Phenomena XVII ページ: 203-205
  • URL: http://global.oup.com/academic/product/ultrafast-phenomena-xvii-9780199768370?cc=jp&lang=en&tab=overview
  • 査読あり
• [学会発表] Ultrafast Optical Manipulation of Atomic Motions in Multilayer Ge-Sb-Te Phase Change Materials (2012)
  • 著者名/発表者名: Kotaro Makino, Junji Tominaga, Alex V. Kolobov, Paul Fons, and Muneaki Hase
  • 学会等名: XVIIIth International Conference on Ultrafast Phenomena
  • 発表場所: University of Lausanne, Switzerland.
  • 年月日: 20120708-13
• [学会発表] Ultrafast dynamics of coherent phonons in phase change materials: Evaluation of thermal conductivity (2012)
  • 著者名/発表者名: Muneaki Hase
  • 学会等名: The 24thSymposium on Phase Change Optical Information Storage
  • 発表場所: ホテルウェルシーズン浜名湖, 日本.
  • 年月日: 2012-11-29
• [学会発表] Ultrafast dynamics and coherent control of phase changes in Ge-Sb-Te materials (2012)
  • 著者名/発表者名: Muneaki Hase
  • 学会等名: 2012 MRS Spring Meeting
  • 発表場所: Moscone West Convention Center, San Francisco, CA, USA.
  • 年月日: 2012-04-09
• [学会発表] Ultrafast phase change in Ge-Sb-Te based optical recording media (2012)
  • 著者名/発表者名: Muneaki Hase
  • 学会等名: Gordon Research Conference on Ultrafast Phenomena in Cooperative Systems
  • 発表場所: Hotel Galvez, Galveston, TX, USA
  • 年月日: 2012-02-19
• [学会発表] Ultrafast dynamics of coherent optical phonons in GeTe/Sb2Te3 superlattices: Thermal conductivity and coherent control (2012)
  • 著者名/発表者名: Muneaki Hase
  • 学会等名: Photonics West 2012 Conference 8260 "Ultrafast Phenomena and Nanophotonics XVI"
  • 発表場所: Moscone Center, San Francisco, CA, USA
  • 年月日: 2012-01-25
• [学会発表] Ultrafast dynamics of phase change in Ge-Sb-Te materials studied by coherent phonon spectroscopy (2011)
  • 著者名/発表者名: Muneaki Hase
  • 学会等名: The 23rd Symposium on Phase Change Optical Information Storage
  • 発表場所: 熱海後楽園ホテル, 日本
  • 年月日: 2011-11-17
• [学会発表] Ultrafast coherent switching of phase-change in rewritable optical media (2011)
  • 著者名/発表者名: Muneaki Hase
  • 学会等名: Joint International Symposium on Optical Memory & Optical Data Storage (ISOM/ODS)
  • 発表場所: Kauai Marriott, Kauai Island, HI, USA
  • 年月日: 2011-07-19
• [学会発表] Ultrafast phase change in Ge_2Sb_2Te_5 superlattices monitored by coherent phonon spectroscopy (2010)
  • 著者名/発表者名: Muneaki Hase
  • 学会等名: European Phase Change and Ovonics Symposium
  • 発表場所: イタリア・ミラノ工科大学
  • 年月日: 2010-09-07
• [図書] 「コヒーレントフォノン制御による物性操作」in光アライアンス (2011)
  • 著者名/発表者名: 長谷宗明
  • 総ページ数: 15-19
  • 出版者: 日本工業出版
• [図書] Excitation and Time-Evolution of Coherent Optical Phonons, in Dynamics at Solid State Surfaces and Interfaces (2010)
  • 著者名/発表者名: Muneaki Hase, O. V. Misochko and Kunie Ishioka
  • 総ページ数: 213-237
  • 出版者: Inc
• [備考]
  • URL: http://bukko.bk.tsukuba.ac.jp/~mhase/indexJ.html
• [産業財産権] 相変化記録膜を有する相変化装置、及び相変化記録膜の相変化スイッチング方法 (2010)
  • 発明者名: 長谷宗明、牧野孝太郎、富永淳二
  • 権利者名: 筑波大学、産業技術総合研究所
  • 産業財産権番号: PCT/JP2010/063490
  • 出願年月日: 2010-08-09
  • 外国