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高強度テラヘルツパルスによる相変化材料の新たな結晶成長機構の発見 ―ナノスケールの新規メモリデバイス開発に期待―

2018/10/12

京都大学化学研究所の廣理英基 准教授、筑波大学数理物質系の長谷宗明 教授、東海大学工学部光・画像工学科の立崎武弘 講師、国立研究開発法人 産業技術総合研究所 ナノエレクトロニクス研究部門の齊藤雄太 主任研究員らの研究グループは、高強度テラヘルツパルスを相変化材料GeSbTe化合物(GST)に照射すると、アモルファス状態からナノスケールで結晶成長する機構を発見しました。GSTは現在使用されている記録型DVDや次世代の不揮発性固体メモリとして期待されている相変化メモリの記録材料です。本研究では、世界最高強度のテラヘルツパルスの発生技術を駆使することで、ピコ秒(1兆分の1秒)という非常に短い高電場パルスをGSTに加えることに成功し、電場方向へ選択的にナノスケールの結晶成長が生じることを明らかにしました。

図 照射する高強度テラヘルツパルスを増やすにつれて相変化材料GeSbTe化合物がアモルファス状態(灰色)から一次元的に結晶化(白色)する様子を捉えた顕微鏡写真(左図)と模式図(右図)。

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