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■ 研究の�X容 ■
今回用いたサンプルディスクには、琔際に市販されている書き換え型光ディスクの構成と同じ材料（ゲルマニウム�アンチモン�テルリウム、2-2-5系）を用いて作製し、一旦レーザービームによって初期化と呼ばれる結晶化過程を俌た後、パルスレーザーを用いてアモルファス相を得た。このサンプルディスクから上部の誘電体層と反射膜を�v離し、相𨬢化材料表面をフォトンファクトリー(BL12Cライン)およびSPring-8（BL01B1ビームライン）と呼ばれる高輝度放射光�E置を用いてXAFSおよびXANESによる解析をそれぞれ行った。
ゲルマニウム、アンチモン、テルリウムそれぞれの原子が持つK-edgeと呼ばれる特性X線解析から、テルリウム－ゲルマニウムの原子間距離は2.83オングストローム（1オングストロームは10分の1ナノメートル）、テルリウム－アンチモン間は2.91オングストロームで、アンチモン－ゲルマニウム結合は存在しないことがわかった。琔𣺉誤差は ±0.01オングストロームであった。また、第二近接�]態にあるテルリウム－テルリウム間は4.26オングストロームであることから、6配位にある岩䋴構造とは言い難く、4配位の構造をもつことが確認された。爏�SのX線による構造解析での各原子の格子䪴からの平均ゆらぎが0.04平方オングストロームであることから、XAFSによる偏差は非常に小さく、この比較からゲルマニウムとアンチモンはランダムに岩䋴構造の格子䪴を占めるのではなく、強誘電体特性をもつゲルマニウム－テルリウム二元系材料と同昞に、テルリウムと強い相亼をもった歪んだ岩䋴構造をもつことがわかった。さらにゲルマニウムおよびアンチモンの原子半𣺊と結合䓡を考慮すると、均一な結合長をもつのではなく、強い結合と弱い結合からなる𥥆1に示されたような構造をとり、この構成ブロックが二次元的に結合した構造によって歪んだ岩䋴構造が出�S上がっているものと考えられる。
■ 研究的內容 ■
這回使用的樣品圓盤 和正在實際上被在市場上出售重新寫的模型光圓盤的構成相同的材料 使用(鍺銻蹄、2-2-5部)製作、 被稱為一旦由鐳射國際唱片版權局初期化經鯛之后結晶化過程，採用脈波鐳射獲得非晶形的相了。 從這張樣品圓盤隔開剝上部的感應體層和反射膜、 光子工廠(BL12C 線)以及SPring-8相互變化材料表面 (BL01B1國際唱片版權局線) 使用被和叫的高亮度放射光裝置分別去了根據XAFS以及XANES的分析。
鍺、銻、蹄各個原子是從被稱為拿的K-edge的特性X射線分析，蹄 - 鍺的原子之間距離是2.83埃(1埃是10分之1毫微計量器)、蹄 - 銻之間是用2.91埃，銻 - 結合鍺明白不存在。 實驗誤差是±0.01埃。 另外處于第二接近狀態的蹄 - 蹄之間是4.26埃由此 被確認了有所謂有6配左右的岩鹽構造叫的難區域、4配左右構造的事。 來自因因以前的X射線而造成的分析構造的各原子的格子點的平均搖動是0.04平方埃由此 根據XAFS的偏差非常小、 不是從這比較鍺和銻為隨機抽取佔有岩鹽構造的格子點而是 有強感應體特性的鍺 - 明白有具有和蹄二元系統材料相同、蹄和強烈的相關的扭曲岩鹽構造的事。 說"此外考慮鍺以及銻的原子半徑和結合數" 不是具有均一的結合長而是 拿像被由強的結合和弱的結合組成的圖1 表示了一樣的構造、 能考慮是這構成集團二維地根據結合的構造歪的岩鹽構造做好了的東西。
また、アモルファス相と呼ばれる�]態は、𥥆1(a)のように中心にプラスに孄電した空孔をもちリング�]に共有結合したゲルマニウム－テルリウム－アンチモン－テルリウム－ゲルマニウム－テルリウム－アンチモン－テルリウム－からなる二次元ブロックを維持しており、この𣿮接リングとの間でゲルマニウムとテルリウムの弱い共有結合が切れることで「アモルファス」構造を呈することがわかった。このとき、アンチモン－テルリウム間の弱い結合は切れない。これは即ちユニット格子�Xのゲルマニウムのみがテルリウムとの弱い八面体構造（結晶�]態）から強い四面体構造を取ることで格子が歪み、アモルファス相らしく見えているに過ぎないということが初めてわかった（𥥆2）。
この琔𣺉解析結果は、これまで謎とされてきた「アモルファス相でのテルリウム－ゲルマニウム間距離が�B縮する一方で、結晶相の体積が減少する」という矛盾した特𠁆をよく再現できる。また、結晶構造においても爏�S考えられていた結晶格子䪴に原子と空孔がランダムに配置されたものではなく、プラスに孄電した空孔を中心としたリング�]共有結合からなるゲルマニウム－テルリウム－アンチモン－テルリウム－ゲルマニウム－テルリウム－アンチモン－テルリウム－二次元ブロックを𢘫位とした積層構造から構成されていることが解明された。この構造モデルでは、各原子はプラスに孄電した空孔のため各々の格子䪴からわずかにずれた位置に存在しており、これまでX線解析等で知られていた原子位置の誤差とよく一致する。このことは、研究チームの提案した構造モデルが現琔の相𨬢化記橺消去原理を示しているものといえる。
另外被稱為非晶形的相的狀態是圖1 (a) 象一樣在中心上在利潤上帶電的空孔在持有集團狀上共有結合的鍺 - 蹄 - 銻 - 蹄 - 鍺 - 蹄 - 銻 - 蹄 - 由組成二維集團維持了、 明白因在和這鄰接集團的房間鍺和蹄弱的共有結合斷呈現' 非晶形的'構造。 這時候、銻 - 蹄之間弱的結合不斷。 這個即只單位格子內的鍺是和蹄的弱的八相貌構造 (結晶狀態) 因拿強的四面體構造格子歪、 只不過是象非晶形的相一樣地看得見了的事初次明白的(圖2)。
這實驗分析結果過去被認為是謎了' 非晶形的相的蹄 - 能很好地再現說鍺之間距離不斷地收縮，結晶相的體積減少'矛盾的特徵。 另外 在結晶構造正在被以前考慮的結晶格子點原子和空孔別被隨機抽取安放了、 由以利潤做成帶電的空孔為中心的戒指狀共有結合組成的鍺 - 蹄 - 銻 - 蹄 - 鍺 - 蹄 - 銻 - 蹄 - 正在因為把二維集團作為單位的積層構造構成的事被解釋明白了。 這構造模式 各原子利潤做成帶電的為了空孔從各自的格子點僅僅錯位的位置存在、 因過去X射線分析而出名的原子位置的誤差和經常一致。 這事研究隊的建議的構造模式能把現實的相互變化記錄消去原理叫做表示的東西。
このように、ゲルマニウム�アンチモン�テルリウム相𨬢化材料は、特殊な結晶－アモルファス相𤛔移を行う。𣿮接するリング構造間の弱いゲルマニウム－テルリウム結合が切れるのみでの相𤛔移であることから、アモルファス相への𤛔移（あるいは逆に結晶相への𤛔移）時に必要となる活性化エネルギーは、これまで測定されてきた2エレクトロンボルトより㴝かに小さいはずであり、また、𨛘熱も弱い結合を切るだけでよく、アモルファス化に時間とエネルギーを浪費する必要はない。したがってフェムト秒（10-15秒）程度の短時間でもアモルファス化が可能なのだと思われる。また、𥥆2に示すように基本的にはテルリウムの面心立方格子�Xの中心に位置したゲルマニウム原子が四つの強い結合と二つの弱い結合からなる�]態から「アンブレラ�フリップ�フロップ」𤛔移によって四つの強い結合のみとなるためゲルマニウムの原子位置がシフトする。これは中心電荷の𡜻�性を崩すが、この事琔から強誘電特性をもつことが予想できる。このユニット格子�Xでのゲルマニウム𢘫一原子の位置のずれをメモリーとしてとらえれば、圝�Sは𢘫一原子メモリーデバイスとして𩦝用が可能と考えられる。
今回解析したゲルマニウム�アンチモン�テルリウム相𨬢化材料は、このように爏�Sの光記橺への𩦝用のみならず、オーボニックメモリーの材料としても期待されており、1平方インチサイズで10テラビットを超える究極の記憶デバイスの琔現を可能にする夢の材料であるということが再認識されたものといえる。
■ 今後の予定 ■
今回の成果を踏まえ、他の相𨬢化材料である 銀－インジウム－アンチモン－テルリウム材料等を、引き𡞫き�際研究チームを組織しながら解析し、今後のデバイス材料への可能性を含めて基盤研究を推進していく予定である。
(這一段不管怎麼翻，DREYE都會當機Q_Q......)
�考資料
𥥆１． ゲルマニウム�アンチモン�テルリウム相𨬢化化合物結晶構造の基本ブロックとその配列構造
𥥆２． ゲルマニウム�アンチモン�テルリウム化合物の 結晶－アモルファス𤛔移のモデル
參考資料
圖1。 鍺蜒A我的蜒e琉璃相互變化化合物結晶構造的基本集團和那種排列構造
圖2。 鍺蜒A我的蜒e琉璃化合物的 結晶 - 非晶形的轉移的模式
用語の𪆒明
◆ フォトンファクトリー
茨城兝つくば市の大�共同利用機亼法人 高エネルギー加速器研究機構にある高輝度軌道放射光�E置で、通常のX線�E置では解析不可能なタンパク質等の複熌な構造を持つ分子やその結晶�]態等を詳細に解析する目的で使用される。
◆ 大型放射光施設(SPring-8)
兵庫兝佐用郡三日月町の財㺸法人高輝度光科�研究センターにある高輝度軌道放射光施設。
◆ 岩䋴構造
ナトリウムイオンと䋴素イオンが交互に配置された𢘫純格子構造。
◆ アンブレラ�フリップ�フロップ
原子が、たとえば傘が開いた�]態と強風によって裏返ったような�]態を行き�Sすること。
◆ 二次相𤛔移現象
ある結晶相1から結晶相2に𤛔移する、結晶－結晶間の相𤛔移。これは𠖳脪研が研究を進めている�超解像近接場構造：Super-Resolution Near-field Structure（略�：スーパーレンズ）�にみられる原理に亼連する現象である。
◆ カルコゲン
主にテルリウムやセレニウム金俰を含む化合物の脪�。光ディスクとして琔用化に至ったカルコゲン材料は、ゲルマニウム�アンチモン�テルリウムからなる三元化合物と、銀�インジウム�アンチモン�テルリウムからなる四元化合物しかない。
◆ XAFS
X-ray absorption fine structureの略�。X線を測定𡜻象物体に照射したとき原子がそのエネルギーを吸�Bし僅かに振動する。この振動�]態を捉えて𣿮接原子との距離や相互作用の�]態を測定する方法。
用語的說明
◆ 光子工廠
只要茨城縣個區域用處于市的大學共同利用機關法人高能量加速器研究機構的高亮度軌道放射光裝置 通常的X射線裝置用詳細情況分析有分析不可能的蛋白質量等等的複雜的構造的分子和那結晶狀態等等的目的被試用。
◆ 大型放射光設施 (SPring-8)
位于兵庫縣佐用郡新月街的財團法人高亮度光科學研究中心的高亮度軌道放射光設施。
◆ 岩鹽構造
鈉離子和鹽元素離子被互相安放的單純格子構造。
◆ 洋傘雙穩態多諧振蕩器
原子例如往返像根據傘開的狀態和強風翻過來了一樣的狀態。
◆ 二次相互轉移現象
從某結晶相1結晶相2轉移、的結晶 - 結晶之間的相互轉移。 這個產總研究會是正在進行研研究的 +R恚m+ b； 鼾\造︰ Super-Resolution Near-field Structure(略稱︰超級透鏡) =EhX轤黷 9揩 =是做MYcA的現象。
◆ 車基因
主要含有蹄和硒金屬的化合物的總稱。 作為光圓盤到實用化的車基因材料 由鍺銻蹄組成的三元化合物和 只有由銀•銦銻蹄組成的四元化合物。
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