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Conductive AFMによる相変化ディスク記録マークの観察

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ジャンル ストレージ, 半導体・エレクトロニクス, 無機材料
モード 電流同時AFM
測定領域 6µm, 3µm
ステーション AFM5000
装置 AFM5100N

解説

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Fig.1 Superposition of topography and Current image
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Fig.2 IV curve
Red line: Crystal part
Black line: Amorphous part

相変化ディスクの記録マークをConductive AFMで観察することが可能です。一般に物質を融点以上に加熱して急冷するとアモルファス(非晶質)となり、このアモルファス 相を結晶化温度以上に熱し徐冷すると結晶化が起きます。相変化ディスクは、アモルファス/結晶の状態の違いをうまく利用して記録・再生を行っています。記録膜として AgInSnTeを使ったCD-RWや、GeSnTeを使ったDVD-RAMなどの相変化ディスクがあります。

相変化ディスクの記録マークであるアモルファス部分は電気を通さず、周囲の結晶部分は電気を通すことを利用し、Conductive AFMで記録マークの観察を行いました。 タイトル画像は導電性探針と試料の間に1Vの電圧を印加しながら測定したCD-RWの形状像(左側)と電流像(右側)です(測定領域:6μm)。Fig.1は、1つの記録ビットをズーム して測定したものです(測定領域:3×1.5μ;m)。AFM5000の機能<形状像と物性像の重ね合わせ>を使った画像を動画で表示しています。Fig.2は結晶部分とアモルファス 部分の電流-電圧特性(IV特性)を示しています。結晶部分はグラフ中の赤線で示され、電圧を大きくすると電流も増加しています。アモルファス部分は電気を通さず、グラフ中の 黒線のようになります。このような評価方法は、ブルーレイ・ディスクなどにも有効な方法です。 (1)

引用文献:
(1) 山岡武博:”走査型プローブ顕微鏡の基礎と応用”、材料技術、23 (2005) 211.

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