大象传媒

　圧力変化に伴う相変化材料（ガラス）の原子配列の変化を调べたところ、大気圧下で见られた规则的な原子配列が圧力上昇に伴って抑制され、これに伴い体积弾性率は上昇することが分かりました。过冷却液体の相転移机构と同じであることも判明しました。相変化メモリ等の高度化に贡献する成果です。

　物质に温度や圧力を加えると、その状态が液体から固体に変わったり、固体のままでもその构造が変わったりします。こうした変化を相転移、あるいは相変化と呼びます。

　ガラスは结晶化していない固体のことです。液体を急速に冷却すると凝固点を过ぎても结晶化せずに过冷却液体となり、さらに冷却すると硬いガラス状态に移行します。ガラス内部の原子配列は一见无秩序ですが、さまざまな规则性を示し、ガラスの物理的?化学的性质と密接な関连を示します。不挥発性メモリやブルーレイなど光ディスクの记録膜として用いられる相変化材料でも、ガラスの性质はデバイスの性能を左右する重要な役割を果たします。これらの材料は温度や圧力の変化でガラスの性质が大きく変化する（相転移する）ことが知られていましたが、その背景にある原子配列の変化については未解明でした。

　本研究グループは、高辉度の放射光齿线を使用した高圧回折実験と机械学习を用いた数値计算シミュレーションを组み合わせ、圧力の変化に伴う相変化材料（ガラス）の原子配列の変化を调べました。

　その结果、大気圧下で见られた「パイエルス様歪（ひずみ）」と呼ばれる规则的な原子の配列が、圧力の上昇に伴って抑制されることが分かりました。また、それに伴ってガラスの体积弾性率が上昇する（圧力を受けても体积が変化しにくくなる）ことも明らかになりました。さらに、このようなガラスの相転移のメカニズムは、过冷却液体と呼ばれる别の状态において観测された相転移の机构と本质的に同じであることも分かりました。

　相変化材料が持つ过冷却液体としての性质は、光ディスクへの书込み速度やデータ保持性に重要な役割を果たします。本成果は、パイエルス様歪が相変化材料の性质を左右する本质的な构造的特徴であることを示し、相変化メモリなどの高度化に向けた新材料开発の指针となる可能性があります。

笔顿贵资料

プレスリリース

研究代表者

オーフス大学化学科
藤田 知樹　研究員（研究開始時筑波大学）

筑波大学数理物质系


爱媛大学地球深部ダイナミクス研究センター
河野 義生　准教授

理化学研究所放射光科学研究センター
井上 伊知郎　研究員

掲载论文

【题名】

Pressure-induced reversal of Peierls-like distortions elicits the polyamorphic transition in GeTe and GeSe.
（圧力に诱起されたパイエルス様歪の反転が引き起こすテルル化ゲルマニウムとセレン化ゲルマニウムのポリアモルフィック転移）

【掲载誌】

Nature Communications

【顿翱滨】

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