相変化による超高速光スイッチ

使用相变的超快光开关

基本信息

批准号：
16760001
负责人：
後藤民浩
金额：
$ 2.05万
依托单位：
Gunma University (2005)Hokkaido University (2004)
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
财政年份：
2004
资助国家：
日本
起止时间：
2004 至 2005
项目状态：
已结题

项目摘要

(1)試料作製相変化による超高速光スイッチの実現を目指し、光メモリーで実績のあるGe-Sb-Te系カルコゲナイド薄膜を作製した。最適な結晶化条件を探るため、膜厚を1nmから1μmの領域で変化させた。さらに製膜条件による違いを明らかにするため、スパッタ時の印加電圧、基板加熱、高真空、高純度アルゴンガスの影響を調べた。結晶化条件は膜厚、印加電圧に依存することが明らかになった。(2)光学的性質アモルファス相と結晶の光学的性質、特に光通信で用いられる1.3μm〜1.5μm領域の光学損失について分光透過率測定装置および光熱偏向分光法を用いて詳しく調べた。その結果、アモルファスと結晶の光学バンドギャップには0.2eVの差異があること、アモルファス相のギャップ内準位およびバンドテイルの吸収が光学損失に影響することがわかった。(3)短パルス光による相変化過程短パルス光による高速相変化の電子励起過程の観測を試みた。平成16年度に設備備品として購入したパルスジェネレーターにより、高速相変化に関する予備実験を行ない、50nsでの結晶化に成功した。なお、構造評価には北海道大学共同利用施設の高エネルギーX線回折装置ならびにラマン散乱装置を利用し、結晶構造には組成変化の有無により2種類の形態が存在することを明らかにした。原子間力顕微鏡から形状変化が確認でき、大きな構造変化をともなう現象であることがわかった。

(1)样品制备为了利用相变实现超快光开关，我们制备了Ge-Sb-Te基硫族化物薄膜，该薄膜在光存储器方面具有良好的记录。为了找到最佳结晶条件，薄膜厚度从 1 nm 变化到 1 μm。此外，为了明确成膜条件造成的差异，我们研究了溅射时的施加电压、基板加热、高真空和高纯度氩气的影响。可知结晶化条件取决于膜厚和施加电压。 (2)光学性质使用光谱透射率测量装置和光热偏转光谱法详细研究了非晶相和晶体的光学性质，特别是光通信中使用的1.3-1.5μm区域的光损耗。结果发现，非晶相和晶体之间的光学带隙存在0.2eV的差异，并且非晶相的带隙内能级和带尾吸收影响光学损耗。 (3)短脉冲光的相变过程我们尝试观察短脉冲光的快速相变的电子激发过程。我们使用2004年购买的脉冲发生器进行了高速相变的初步实验，并在50 ns内成功实现了结晶。使用北海道大学联合利用设施的高能X射线衍射装置和拉曼散射装置对其结构进行评价，结果表明，根据成分变化的有无，晶体结构分为两种类型。使用原子力显微镜证实了形状的变化，表明该现象伴随着大的结构变化。