エキゾティックな相変化材料の非結晶構造と物性

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申請者の研究プロジェクトは、優れた相変化型データ保存デバイスの基礎物性、特に局所部分原子構造を探求することを目的としている。レーザー励起による結晶ー非結晶相転移によって情報を記録する光学メディアDVDについて、新しい材料として期待されているCu-Ge-Te混合系半導体の相変化メカニズムを解明するために、放射光X線を用いたX線異常散乱（AXS）法によって非結晶状態（アモルファス相）の原子配列を3次元的に導出する。光反射率や密度変化の逆転などエキゾティックな物性と高温で高い安定性を示すなど、実用面でも優れているCu-Ge-Te混合系の中距離原子構造と物性の深い関係を、Cu-Ge組成比をいくつか変化させたデータから明白にすることを試みた。Cu-Ge-Te混合系薄膜試料は、ドイツ・ダルムシュタット工科大学においてスパッター法によって作製し、AXS測定はSPring-8およびESRFにおいてCu、GeおよびTe K吸収端付近で行った。得られた差構造因子から逆モンテカルロ法を用いて原子配列を3次元的に導出した。特に、結晶には画一的に存在する6員環が、アモルファス相では大きく崩壊し、3員環が多く見られることが明らかになった。得られた結果はApplied Physics Letters誌に投稿した。また、中型放射光施設でもAXS実験を可能とする測定法の開発を行い、AXS実験を恒常的に行うことができるようになった。