게시 및 게시 날짜 : 2004/09/29

마침내 이해합니다! 광 바카라 추천의 고속 재 작성 원리

-DVD-RAM 및 DVD ± RW-와 같은 광학 바카라 추천를 다시 쓰는 광학 바카라 추천의 고속 재 작성 원리를 이해합니다

포인트

  • 전통적으로 무작위로 간주 된 비정질 단계는 견고하고 안정적인 바카라 추천를 가지고 있습니다
  • 암염 바카라 추천로 간주 된 결정 바카라 추천는 2 차원 분자 조립 블록으로 구성된 왜곡 된 바카라 추천입니다
  • 빠른 재 작성 삭제는 게르만 원자가 약한 팔면체 구성에서 강한 사면체 구성으로 전환되는 "우산 플립 플롭"에 의해 발생합니다
  • 새로운 비 휘발성 메모리 장치에 대한 고속 재 작성 방법으로 응용 프로그램으로 이어지는 결과

요약

근거리 광학 응용 엔지니어링 연구 센터 [Yoshikawa Hiroyuki 회장] (이하 "바카라 추천"라고 불리는)yeshivaUniversity,워싱턴대학 연구 팀 [팀 리더 Alexander Kolobov]는 이바라키 주 츠쿠바에 위치하고 있습니다광자 공장그리고 하리마, 하리 마에 위치대형 싱크로트론 방사선 시설 (Spring-82SB2TE5) 위상 변화 박막 물질의 결정 바카라 추천와 그 기록 상태의 비정질 바카라 추천에 대한 상세한 분석에 의해, 우리는 20 년 동안 논의 된 게르마늄-항 티모니 텔루리아 합금의 고속 기록 삭제 원리를 명확히 하였다

이전에 인식 된 바카라 추천와 달리, 결정 바카라 추천는 중앙에 위치한 양으로 하전 된 공극이 있으며, 찢어짐, 게르마늄 및 안티몬은 격자 지점에서 약간 떨어져 있습니다암염 바카라 추천"로 구성되어 있음이 밝혀졌습니다 이전에, 양으로 하전 된 공극은 결정에 무작위로 존재하는 것으로 생각되었지만, 게르마늄, 안티몬 및 텔 루륨을 둘러싼 2 차원 고리에서 안정적임이 밝혀졌습니다

또한, "비정질"은 원자가 무작위로 존재하는 상태를 말하지만 이는 게르마늄, 안티몬 및 텔 루륨의 경우 완전히 다릅니다 비정형상이라고 불리는 기록 상태는 고체 공유 결합을 갖는 단위 바카라 추천를 갖고, 단순히 텔 루륨을 사용하여 약한 팔면체 바카라 추천 (결정 성 상태)에서 강한 사면체 바카라 추천로 전환하여 선반을 왜곡하고, ​​비정상적인 단계처럼 행동한다는 것이 발견되었다 기록 된 비정질 상의 고속 재발 (위상 전이)과 오랫동안 미스터리였던 지우린 결정상은 녹는 것과 같은 잠열을 포함하지 않고 실제로 게르마늄 원자의 결정 내부의 "우산 플립 플롭| "

이제부터 우리는 다른 조성물을 갖는 위상 변화 재료를 분석하기 위해 국제 연구팀을 계속 조직하고, 비정질 단계 및 결정 전이의 본질을 포함 할 것입니다2 차 위상 전이 현상를 명확히 할 계획입니다

이 연구 결과에 대한 자세한 내용은자연 재료2004 년 10 월호에 게시 (사전 온라인 출판, 2004 년 9 월 12 일9858_9865



연구 배경

1982 년 CDS (Compact Discs)가 출시 된 이후, 광학 바카라 추천는 다시 작곡 가능한 CD 및 DVD (DVD ± RW 또는 DVD-RAM)와 함께 2 시간 이상 전체 영화를 녹음 할 수있는 재 작용 가능한 CD 및 DVD (DVD ± RW 또는 DVD-RAM)를 통해 진화했습니다 현재 미니 바카라 추천를 제외한 대부분의 레코딩 이식 가능한 광 바카라 추천는 주로 텔 루륨 또는 안티몬으로 만들어졌습니다calcogen재료로 사용되며, 신호는 위상 변경 광학 기록 및 지우기라는 방법을 사용하여 기록 및 재생산되며, 이로 인해 결정상과 비정질 상 사이의 큰 굴절률 차이가 레이저 빔을 사용하여 반사 차이로 변환됩니다 칼코겐 재료의 광학 스위칭 특성은 1960 년대 미국의 오스 신 스키 (Ossinsky)에 의해 발견되었으며, 일본에서는 Matsushita Electric Industrial과 Hitachi, Ltd에서 광학 바카라 추천 응용 분야에 대한 연구를 진행하고 있습니다 1990 년대에 DVD는 상용화되었고 기록 및 지워질 수있는 DVD가 병렬로 개발되었으며 DVD-RAM 및 DVD ± RW와 같은 광 바카라 추천가 상용화되었습니다 오늘날 하드 바카라 추천와 광 바카라 추천를 결합한 DVD 레코더는 폭발적인 히트가되어 오늘날의 세 가지 신성한 보물 중 하나라고합니다

그러나, 광 바카라 추천에 대한 응용 프로그램을 개발하는 동안, 광학 스위칭 현상, 구조 분석 및 chalcogen 물질의 광학적 특성의 변화와 관련하여 기본 연구가 수행되었다 그러나, 게르마늄, 안티몬 및 텔 루륨으로 구성된 3 원 화합물에 의해 생성 된 대형 광학 상수 (굴절률 및 투과율)에 대한 세부 사항은 대표적인 기록 재료 인 4 차 화합물 구조가 지금까지 명확하지 않았으며, 특히 묵시적 인 단계가 무엇인지에 대해서는 거의 얻지 못했다 기존의 해석에서, 게르마늄, 안티몬 및 텔 루륨 3 배 화합물은 20%의 공석이있는 암염 결정과 유사한 구조로 구성되며 격자 지점에서 배열 된 최루 누륨, 게르마늄 및 안티몬을 엇갈리게 한 것으로 생각된다 또한, 기록 상태에있는 비정질상은 이들 원자와 공석이 무작위로 존재하는 상태이지만, 상호 작용 된 광학 바카라 추천의 기초를 형성하는 결정성 비정질 재료의 비정질 위상 전이의 메커니즘은 아직 명확하지 않은 것으로 추측되었다

연구 기록

바카라 추천 근거리 광학 응용 엔지니어링 리서치 센터는 연구 센터의 기본 근거리 광학 연구 팀의 Alexander Korobov의 상당한 구조적 신비와 빠른 위상 변경 메커니즘을 설명하기 위해 노력하고 있습니다Alexander Kolobov) 기술 연구원, High-Brightness Light Science Research, USAyeshiva대학,워싱턴대학 및 기타 대학과 함께 국제 연구팀, Tsukuba, Ibaraki Prefture, Harima, Hyogo 현에 위치하고 있습니다Spring-8이라는 고비도 싱크로트론 방사선 장치를 사용함으로써, 우리는 위상 변화 박막 재료의 바카라 추천 및 현상과 일치하는 고속 상 변화 메커니즘을 명확히하기 위해 노력하고 있습니다 이 연구의 결과는이 연구 활동의 일부로 얻어졌습니다

연구 컨텐츠

이 시간에 사용 된 샘플 바카라 추천는 상업적으로 이용 가능한 재 작성 광 바카라 추천의 실제 구조와 동일한 재료 (게르마늄, 안티몬, 텔루 루륨, 2-2-5 시스템)를 사용하여 만들어졌으며, 레이저 빔으로 초기화라는 결정화 공정을 겪은 후, 펄스 레이저를 사용하여 비정형 상을 얻었습니다 상부 유전체 층 및 반사 필름은이 샘플 바카라 추천에서 벗겨지고 위상 변화 재료 표면을 광자 공장 (BL12C 라인) 및Spring-8(BL01B1 BEAMLINE)XAFSandXanes를 각각 사용하여 분석을 수행 하였다

게르마늄, 안티몬 및 텔루 리움의 각 원자는K- 에지에서, Tellurium-Germanium의 원자 내 거리는 283 angstroms (1 Angstrom은 1/10 나노 미터)이고 Tellurium-Atmony 사이의 angstroms는 291 angstroms이며 Antimony-Germanium 결합은 존재하지 않는 것으로 밝혀졌습니다 실험 오차는 ± 001 angstrom이었다 또한,두 번째 근접 상태Tellurium과 Tellurium 사이의 426 Angstrom입니다조정에서 발견되는 암염 바카라 추천라고 말하기는 어렵고, 4 개의 조정 바카라 추천가 있음을 확인했습니다 기존의 X- 선 바카라 추천 분석에서 각 원자의 격자 지점에서 평균화이트004 제곱 안 스트롬, XAFS로 인한 편차는 매우 작으며,이 비교는 게르마늄과 안티몬이 암염 바카라 추천의 격자 점을 무작위로 점유하지 않고 오히려 독일 전자 특성을 갖는 게르마늄-텔루리아 이진 물질과 마찬가지로 텔 루륨과의 상관 관계를 가진 왜곡 된 암염 바카라 추천를 가지고 있음을 보여줍니다 더욱이, 게르마늄과 안티몬의 원자 반경과 결합의 수를 고려할 때, 그들은 균일 한 결합 길이보다는 강하고 약한 결합으로 구성그림 1그리고 이러한 구성 블록이 2 차원으로 연결되는 바카라 추천는 왜곡 된 암염 바카라 추천를 생성합니다

게르마늄의 기본 블록 및 서열 구조, 안티몬 및 텔 루륨 위상 변화 화합물 결정 구조
그림 1 기본 블록 및 게르마늄, 안티몬 및 텔 루륨 위상 변화 화합물 결정 바카라 추천의 기본 블록 및 배열 바카라 추천 A) 기본 골격, b) 완전한 결정 배열 (육각 결정), c) 불완전한 결정 (istorted rock salt 바카라 추천) (저작권haNature Publishing

또한 비정질 단계라고 불리는 상태는그림 1 (a)13577_13863그림 2)。

게르마늄, 안티몬 및 텔루 리움 화합물의 결정-남성 전이의 모델 다이어그램
그림 2 : 게르마늄, 안티몬 및 텔루 리움 화합물의 결정-태도 전이 (녹색 표면 사이를 앞뒤로 이동) (저작권isNature Publishing

이 실험 분석 결과는 지금까지 미스터리로 간주 된 모순 된 특성을 잘 재현 할 수 있습니다 결정 바카라 추천에서, 원자와 공석은 결정 격자 지점에서 무작위로 배열되는 것이 아니라 오히려 단위의 라미네이트 바카라 추천로 구성된다는 것이 명확 해졌다 Germanium-Tellurium-Antimony-Tellurium-Germanium-Tellurium-Antimony-Tellurium-Tellurium-Tellurium-Tellurium-Tellurium-Tellurium-Tellurium-Tellurium-Tellurium-Tellurium-Tellurium-Tellurium-Tellurium-Tellurium-Tellurium-Tellur IUM-Tellurium-Tellurium-Tellurium-Tellurium-Tellurium-Tellurium-Tellurium-Tellurium-Tellurium-Tellurium-Tellurium-Tellurium-Tellurium-Tellurium-Tellurium-Tellurium-Tellurium-Tellurium-Tellurium-Tellurium-Tellurium-Tellurium- Tellurium-Tellurium-Tellurium-Tellurium-Tellurium-Tellurium-Tellurium-Tellurium-Tellurium-Tellurium-Tellurium-Tellurium-Tellurium-Tellurium-Tellurium-Tellurium-Tellurium-Tellurium-Tellurium-Tellurium-Tellurium-Tellurium-Tell 우리 텔루리아-텔루 루륨-텔루 리움-텔루 텔루 리움-텔루 리움-텔루 리움-텔루 리움-텔루 리움-텔루 리움-텔루 리움-텔루 리움-텔루 리움-텔루 리움-텔루 리움-텔루 루륨-텔루 루륨-텔루 리움-텔루 리움 이 바카라 추천 모델에서, 각 원자는 양으로 하전 된 구멍으로 인해 각각의 격자 지점에서 약간 떨어져 있으며, X- 선 분석에 알려진 원자 위치의 오차와 일치한다 이것은 연구팀이 제안한 바카라 추천 모델이 단계 변화 기록을 지우는 실제 원리를 보여줍니다

따라서, 게르마늄-아티몬-텔루리아 상 변화 물질은 특수한 결정-태도 상 전이를 겪는다 위상 전이는 인접한 고리 바카라 추천 사이의 약한 게르 루륨 결합이 파괴 될 때만 달성되므로, 비정질 상 (또는 반대로 결정 상으로의 전이 동안 필요한 활성화 에너지가 현재까지 측정되었습니다전자 ​​볼트보다 훨씬 작아야하며, 잠열은 또한 약한 결합을 차단하기에 충분하며, 비정질에 시간과 에너지를 낭비 할 필요가 없습니다 그래서 femtoseconds (10-15sec)와 같은 짧은 시간 내에도 비정질을 만들 수 있다고 믿어집니다 또한,그림 2에 표시된 것처럼 기본적으로 Tellurium얼굴 중심 입방 격자15375_15476 | 15375_15476 | | 4 개의 강한 결합과 약한 결합이 4 개의 강한 결합으로 구성된 상태에서 "우산 플립 플롭"전이가 달성되기 때문에 게르마늄 원자 위치가 이동하는 상태로 구성된 상태에서 이것은중앙 전하의 대칭가 분해되지만,이 사실은 강유 전기 특성을 갖는 것으로 예측 될 수 있습니다 이 단위 격자 내에서 단일 게르마늄 원자의 위치 편차를 메모리로 고려하면 미래에 단일 원자 메모리 장치로 적용 할 수 있다고 생각됩니다

이번에 분석 된 게르마늄, 안티몬 및 텔 루륨 위상 변화 재료는 기존 광학 기록뿐만 아니라Obonic Memory의 재료가 될 것으로 예상됩니다 1 평방 인치 크기의 경우 10Terabit

미래 계획

이 기사의 결과를 바탕으로, 우리는 미래의 장치 재료에 대한 가능성을 포함하여 기본 연구를 촉진하는 동시에 다른 위상 변화 재료, 실버 인디움-항 텔루 리움 재료를 분석하기 위해 국제 연구 팀을 계속 조직 할 계획입니다



터미널 설명

◆ 광자 공장
이것은 이바라키 현지 츠쿠바시의 대학 공동 사용 조직인 고 에너지 가속기 연구소에 위치한 고 가중도 궤도 싱크로트론 방사선 장치입니다[참조로 돌아 가기]
◆ 대형 싱크로트론 방사선 시설 (Spring-8
Hyogo Sayo District의 Mikazuki Town에 설립 된 재단 인 High-Brightness Light Science Research Center에 위치한 고 브리트 궤도 궤도 Synchrotron 방사선 시설[참조로 돌아 가기]
◆ 암염 바카라 추천
교대 나트륨 이온 및 염소 이온이있는 간단한 격자 바카라 추천[참조로 돌아 가기]
◆ 우산 플립 플롭
원자는 예를 들어, 우산이 열려 있고 강한 바람으로 뒤집힌 상태 사이에서 앞뒤로 움직입니다[참조로 돌아 가기]
◆ 2 차 위상 전이 현상
특정 결정 단계 1에서 결정 상 2 로의 결정-결정 위상 전이 이것은 "수퍼 해상도 근거리 바카라 추천 :슈퍼 해상도 근거리 바카라 추천(슈퍼 렌즈로 약칭)"에 표시된 원리와 관련이 있습니다[참조로 돌아 가기]
◆ Chalcogen
주로 텔 루륨 및 셀레늄 금속을 함유하는 화합물에 대한 일반적인 용어 광 바카라 추천로서 실질적으로 사용 된 유일한 칼 코겐 재료는 게르마늄, 안티몬 및 텔 루륨으로 구성된 3 원 화합물이며,은, 인듐, 안티몬 및 텔 루륨으로 구성된 4 차 화합물입니다[참조로 돌아 가기]
◆ XAFS
X-ray 추상화 미세 바카라 추천에 대한 약어 측정 할 물체에 X- 선이 조사 될 때, 원자는 에너지를 흡수하고 약간 진동합니다 이 진동 상태를 포착하고 인접한 원자와의 거리 및 상호 작용 상태를 측정하는 방법[참조로 돌아 가기]
◆ Xanes
X-ray 추상화 근처 바카라 추천에 대한 약어 | XAF 외에도,이 방법은 많은 바디 산란을 사용하여 인접한 원자와의 인접한 원자와의 상호 작용을 첫 번째 인접 원자보다 더 넓은 범위로 측정합니다[참조로 돌아 가기]
K- 에지특징적인 X- 레이 분석
일반 X- 선 장치에서, 결정 바카라 추천 분석은 구리 또는 몰리브덴과 같은 금속에 전자를 적용하여 X- 선을 생성하지만 다양한 파장의 X- 레이가 생성되어 측정이 정확하지 않게 만듭니다 이 문제를 해결하는 방법은 원자 바카라 추천 (XAFS)로 인한 특성 흡수 X- 선 파장을 사용하여 정확한 결정 바카라 추천 분석을 수행하는 것입니다K- 에지| X- 선 흡수 파장 중 하나이며, K는 원자를 형성하는 k 쉘이라는 전자 궤도의 이름에서 비롯됩니다[참조로 돌아 가기]
◆ 첫 번째 및 두 번째 가장 가까운 원자
XAFS와 같은 흡수 X- 선을 사용하여 측정 중심이 될 원자가 결정되는 경우, 해당 원자에 가장 가까운 주변 원자를 첫 번째 인접 원자라고합니다 유사하게, 첫 번째 원자에 인접한 원자를 두 번째 인접 원자라고합니다[참조로 돌아 가기]
◆ 조정
측정되는 원자 주위의 첫 번째 근접에 존재하는 원자의 수[참조로 돌아 가기]
◆ 변동
결정을 구성하는 기본 격자의 격자 지점의 각 원자가 주변 주위를 흔들고있는 지수를 나타내는 색인[참조로 돌아 가기]
◆ 전자 볼트
소규모 원자 영역에서 사용되는 에너지 단위 (EV)[참조로 돌아 가기]
◆ 얼굴 중심 입방 격자
크리스탈 격자의 기본 골격 중 하나 8 뿔의 중심과 큐브의 6면에 원자가있는 기본 결정 격자[참조로 돌아 가기]
◆ 중앙 전하의 대칭
대부분의 재료는 전기적으로 중립적이지만 기본 격자가 반드시 중립적 일 필요는 없습니다 자연 상태에서, 강유전체는 기본 격자 내에서 양수 및 음전하의 중심 위치에서 작은 편차입니다[참조로 돌아 가기]
◆ 반소 기억
레이저를 사용하여 장치를 다시 작성하고 지우는 대신 펄스 전류를 chalcogen 화합물에 전달하여 비정질 상과 결정 상 사이의 전이를 생성하고 전류 저항 값의 차이를 사용하여 전환을 수행하는 비 휘발성 메모리 장치[참조로 돌아 가기]
◆ Terabit
Terra (t)는 1012|, 기가 (G)의 1,000 배 제곱 인치당 10 개의 테라 비트는 현재 가장 밀집된 자기 기록 기술의 약 100 배입니다[참조로 돌아 가기]

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