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ーデバイス開発に期待

摘要

京都大学、東海大学、産業技術総合研究所の研究グループは、高強度テラヘルツパルスを相変化材料「GeSbTe化合物」（ゲルマニウム·アンチモン·テルル、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ーとして期待されている相変化メモリーの記録材料。この研究では、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た。研究成果は、メモリーのスイッチング動作において瞬間的に生じる高電場効果を明らかにし、またナノスケールという極めて小さな構造変化の誘起が可能なことを示したものであり、今後相変化メモリーの小型化や高効率化にもつながると期待される。GSTは2つの相（原子が規則正しく並hでいる結晶相と不規則に配列するアモルファス相）を電気的にスイッチングすることが可能であるため、コンピューターや電気デバイスの省エネルギー化に貢献する不揮発性メモリーとして期待され、最近、米インテルが世界初のGSTメモリー「3D XPointメモリー」として発表して注目されているほか、マイクロンなどの大手半導体メーカーも量産を目指している、という。