相変化デュアル

位相変化デュアル（または位相変化ディスク、一般的にPDと略される）は、松下電器産業株式会社が1995年4月に発表した書き換え可能な光ディスクのフォーマットおよびストレージ規格である。

このメディアは片面あたり650MBの容量を備えています。ディスクの直径は120mm （ 4.7 インチ）で、標準的なCDやDVDと同じサイズであり、保護ケースに永久的に収納されています。PDは赤色レーザーを用いた位相変化記録技術を採用しており、約50万回の書き換えサイクルに対応しています。

松下電器産業をはじめとするメーカーは、内蔵型と外付け型の両方のPDドライブを製造し、標準的なCD-ROMの読み取りと書き換え可能な相変化ドライブとして動作する斬新な「デュアル機能」システムとして販売した。^{[ 1 ]} 1996年8月、松下電器産業は、650MBのストレージデバイスと4倍速CD-ROMリーダーの両方として機能する内蔵ドライブを搭載したノートパソコン「PRONOTE PD」を発売し、この技術をノートパソコン製品ラインに統合した。

PDフォーマットの基盤となる技術は、カルコゲナイド合金の相変化特性、特にGeTe ⁻ Sb ₂ Te − 3 Sb活性層に依存している。^{[ 1 ]}カルコゲナイド化合物は、鎖状の結合構造により結晶状態と非晶質状態の間を容易に遷移できるため、この用途に特に適している。^{[ 1 ]}

データは、これら 2 つの構造状態間の光学特性の違いに基づいて記録および読み取られます。^{[ 1 ]}活性層が秩序だった結晶相にあるとき、高い光学反射率を示します。^{[ 1 ]}データを記録するために、ドライブの赤色レーザーが高出力の「書き込み」パルスを照射し、フィルムのターゲット領域を融点以上に加熱します。^{[ 1 ]}レーザーが離れると、材料は 3.4 K/ns の臨界冷却速度を超える速度で非常に急速に冷却され、液体は無秩序な非晶質状態に急冷されます。^{[ 1 ]}これらの非晶質マークは反射率が低く、結晶の背景に対して読み取り可能なコントラストを生み出します。^{[ 1 ]}

データを消去するために、レーザーは中程度の「消去」出力で動作し、非晶質マークを結晶化温度以上、融点以下まで加熱します。^{[ 1 ]}この局所的な加熱により、原子構造が再編成されて、反射率の高い結晶相に戻ります。^{[ 1 ]}レーザー出力は、1回のパスで書き込みレベルと消去レベルの間で高速に変調できるため、PDフォーマットでは、別途消去サイクルを必要とせずに直接上書きできます。^{[ 1 ]}

このプロセスの熱力学を管理することは非常に重要です。PDディスクは、熱拡散を制御するために4層構造を採用しています。155 nmの下部誘電体層、24 nmの相変化活性層、45 nmの上部誘電体層、および100 nmのアルミニウム合金反射層です。^{[ 1 ]}アルミニウム層は、非晶質マークの形成に必要な急速な冷却を保証するヒートシンクとして機能し、ZnS ⁻ SiO ₂誘電体層は活性層を保護し、冷却速度を調整します。^{[ 1 ]}これらの層の厚さと組成を最適化して熱容量を低減することで、開発者は書き込み感度を大幅に向上させ、メディアの書き換えサイクル能力を拡張することができました。^{[ 1 ]}

書き換え可能なメディアであるPDは、ハードディスクドライブとよく似た機能を持ち、ユーザーは必要に応じて個々のファイルを書き込み、削除することができました。これは、書き込みエラーが頻繁に発生し、専用のパケット書き込みソフトウェアを必要とした当時のCD-Rや初期のCD-RWフォーマットに比べて、実用的な利点となりました。さらに、キャディ型の筐体はディスクの記録面を埃や物理的な傷から保護し、高い信頼性を実現しました。

PDは、その商業的なライフサイクルにおいて、光磁気（MO）ドライブ、Iomega Zip、SyQuestカートリッジといった他のリムーバブルストレージフォーマットと直接競合しました。しかし、PDフォーマットは標準CD-ROMとの下位互換性という独自の利点を提供しました。1990年代半ば、CD-ROMドライブが不可欠な存在になりつつあったものの、多くの主流デスクトップコンピュータには5.25インチドライブベイが1つしか搭載されていなかった時代には、1台のPDドライブがシステムのCD-ROMリーダーと大容量リムーバブルストレージドライブの両方を効率的に担うことができました。

The format was ultimately superseded by DVD-RAM, which launched in April 1997. Early 2.6 GB (version 1.0) DVD-RAM drives utilized a caddy design heavily derived from the PD format and maintained backward compatibility, allowing users to read and write legacy PD media. However, when the 4.7 GB (version 2.0) DVD-RAM standard was introduced in 2000, compatibility with PD was dropped. Subsequently, PD drives and media quickly disappeared from the consumer market.