Development of Picosecond Time-Resolved Microbeam X-ray Diffraction Technique for Investigation of Optical Recording Process

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概要

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• A time-resolved structural investigation of the data storage process in a digital versatile disk (DVD) or Blu-ray disk media is desired for better understanding of the fast phase-change mechanism for designing a higher performance optical recording material. Thus, the development of an in situ structural observation technique at the picosecond level has been carried out for the investigation of the fast phase-change phenomena using synchrotron radiation pulsed X-rays and synchronized femtosecond laser irradiation. Then, for Ge2Sb2Te5 (GST) and Ag3.5In3.8Sb75.0Te17.7 (AIST), the technique has been applied to a snapshot of X-ray diffraction pattern in the nanosecond crystallization process from the amorphous to the crystal phase, which corresponds to the erasing process of the DVD recording system. The key to success of the time-resolved experiment was to optimize the measurement timing system efficiency for both sufficient counting statistics, i.e., counting quantity and precision of time resolution, i.e., counting quality. Our time-resolved experimental system has sufficient accuracy, so that our previous study showed a significant difference in the crystal growth process between GST and AIST, indicating that the crystal growth process is key to fast phase change. To increase the precision of data in terms of signal-to-noise ratio and counting statistics, we developed a highly repetitive pump-probe measurement system combined with an X-ray microbeam technique providing high counting quantity, and used it to demonstrate a snapshot of an X-ray diffraction profile of GST. The measurement system has a time resolution of 50 ps and a 1 kHz repetition rate. Our development of the technique to take a snapshot for the structural visualization of phase-change phenomena with the time-resolved microbeam X-ray diffraction is described.

• 2009-03-25

著者

• Kojima Rie

  Av Core Technology Development Center Matsushita Electric Industrial Co. Ltd.

• TANAKA Hitoshi

  XFEL Project Head Office/RIKEN

• Takata Masaki

  Riken Spring-8 Center And Crest Japan Science And Technology Agency

• Kimura Shigeru

  JST, CREST, 4-1-8 Honcho, Kawaguchi, Saitama 332-0012, Japan

• Yoshihito Tanaka

  RIKEN SPring-8 Center, 1-1-1 Kouto, Sayo, Hyogo 679-5148, Japan

• Yoshimitsu Fukuyama

  JST, CREST, 4-1-8 Honcho, Kawaguchi, Saitama 332-0012, Japan

• Nobuhiro Yasuda

  JST, CREST, 4-1-8 Honcho, Kawaguchi, Saitama 332-0012, Japan

• Kim Jungeun

  JST, CREST, 4-1-8 Honcho, Kawaguchi, Saitama 332-0012, Japan

• Murayama Haruno

  JST, CREST, 4-1-8 Honcho, Kawaguchi, Saitama 332-0012, Japan

• Kohara Shinji

  JST, CREST, 4-1-8 Honcho, Kawaguchi, Saitama 332-0012, Japan

• Osawa Hitoshi

  JST, CREST, 4-1-8 Honcho, Kawaguchi, Saitama 332-0012, Japan

• Nakagawa Takeshi

  JST, CREST, 4-1-8 Honcho, Kawaguchi, Saitama 332-0012, Japan

• Kato Kenich

  RIKEN SPring-8 Center, 1-1-1 Kouto, Sayo, Hyogo 679-5148, Japan

• Yoshida Fumiko

  RIKEN SPring-8 Center, 1-1-1 Kouto, Sayo, Hyogo 679-5148, Japan

• Kamioka Hayato

  JST, CREST, 4-1-8 Honcho, Kawaguchi, Saitama 332-0012, Japan

• Moritomo Yutaka

  JST, CREST, 4-1-8 Honcho, Kawaguchi, Saitama 332-0012, Japan

• Matsunaga Toshiyuki

  JST, CREST, 4-1-8 Honcho, Kawaguchi, Saitama 332-0012, Japan

• Yamada Noboru

  JST, CREST, 4-1-8 Honcho, Kawaguchi, Saitama 332-0012, Japan

• Toriumi Koshiro

  JST, CREST, 4-1-8 Honcho, Kawaguchi, Saitama 332-0012, Japan

• Ohshima Takashi

  JST, CREST, 4-1-8 Honcho, Kawaguchi, Saitama 332-0012, Japan

• Yasuda Nobuhiro

  JST, CREST, 4-1-8 Honcho, Kawaguchi, Saitama 332-0012, Japan

• Tanaka Yoshihito

  RIKEN SPring-8 Center, 1-1-1 Kouto, Sayo, Hyogo 679-5148, Japan

• Kojima Rie

  AV Core Technology Development Center, Panasonic Corporation, 3-1-1 Yagumo-Nakamachi, Moriguchi, Osaka 570-8501, Japan

• Fukuyama Yoshimitsu

  JST, CREST, 4-1-8 Honcho, Kawaguchi, Saitama 332-0012, Japan

• Tanaka Hitoshi

  XFEL Project Head Office/RIKEN, 1-1-1 Kouto, Sayo, Hyogo 679-5148, Japan

• Takata Masaki

  RIKEN Harima Institute, Kouto, Sayo-cho, Sayo, Hyogo 679-5148, Japan

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