期待される先端デバイス

放射性廃棄物を再利用するダイアモンド・バッテリー

黒鉛ブロックを加熱すると放射性の炭素は蒸発し気体となるので、この気体を高温処理して人工ダイアモンド(注2)に加工することで、C14からなるダイアモンドを製造することができる。このダイアモンドはワイドギャップ半導体で放射線を照射すると、シリコンやゲルマニウム同様に正孔と電子を生成する。純粋な(ドープしない)ダイアモンドに(一方を接地される)電極をもつ簡単な構造のバッテリーができる。半減期が5730年なので5000年に渡って発電能力を持つことになる。

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ムーアの法則の破綻は先送りできるか

すでにICチップの実装密度はスケーリング則から外れムーアの法則の破綻が顕著となったが、グラフェンに代表される2次元半導体材料は高い電子輸送特性から将来の超高速素子として期待されている。グラフェンなどのトポロジカル絶縁体材料のナノデバイスでムーアの法則の破綻を遅らせることができるかもしれない。

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実用化が近いカーボンナノチューブICチップ

カーボンナノチューブは炭素鎖が2次元につながったグラフェンシートを円筒状にした半導体としての性質はよく似ている。(シリコンの6-10倍)という高い導電性により高速スイッチングデバイスやメモリチップへの応用は発見当初から期待されていたが、製造法が簡単ではないため応用への展開には至らなかった。

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量子暗号通信衛星を打ち上げた中国

量子計算機といえば未来の非ノイマン型計算機として各国で研究開発がさかんであるが、IBMではすでに量子計算機サーバーを公開して利用が開放されているほど、実用化に近い段階にある。一方、量子暗号はハッキング不可能な通信手段として未来の通信手法として期待されている。

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