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IBM、グラフェンを二層化してノイズの抑制に成功
[issued: 2008.03.14]
IBM T. J. ワトソン研究所の研究者は、ポストシリコンの半導体として期待されているグラフェン(graphene)を利用する上で問題となる電気ノイズが、同材料を2層化することにより抑制されることを発見した。グラフェンは原子1個分の厚みで、炭素原子が6角形のハニカム構造を形成するシート状の物質で、鉛筆の黒鉛材料のグラファイトはグラフェンが積層した構造になっている。グラフェンは、米レンセラー工科大学が2004年に単層剥離に成功してから注目されるようになり、現在では半導体の加工技術で製造することができる。
グラフェンには電気抵抗がほとんどなく発熱しないため、シリコンと比べて電子が100倍以上の速度で移動でき、現状のギガHzを大きく上回るテラHzデバイスを実現できる可能性がある。またグラフェンは、シリコンが適用できなくなる10nm以下で半導体技術を発展させ続けることも可能になる。カーボンナノチューブはグラフェンが円錐形に丸まったもので回路形成手法に難点があるが、シート状のグラフェンは扱いやすいと考えられている。
ただ、ナノデバイスは小さくなればなるほど、制御不能な電気ノイズが増大するフーゲの法則という難問を抱えている。オンオフに必要な電気信号と同等以上のノイズが発生すると、デバイスは機能できなくなる。IBMの研究者は単層シートでトランジスタを構築して電気特性がフーゲの法則に従うことを確かめ、同じデバイスを2層に重ねたシートで製作すると、層間に強い電子結合が生まれノイズが打ち消されることを発見した。この現象の理解は端緒についたばかりだが、IBMは2層グラフェンにより様々な用途開発が可能になるとしている。
グラフェンには電気抵抗がほとんどなく発熱しないため、シリコンと比べて電子が100倍以上の速度で移動でき、現状のギガHzを大きく上回るテラHzデバイスを実現できる可能性がある。またグラフェンは、シリコンが適用できなくなる10nm以下で半導体技術を発展させ続けることも可能になる。カーボンナノチューブはグラフェンが円錐形に丸まったもので回路形成手法に難点があるが、シート状のグラフェンは扱いやすいと考えられている。
ただ、ナノデバイスは小さくなればなるほど、制御不能な電気ノイズが増大するフーゲの法則という難問を抱えている。オンオフに必要な電気信号と同等以上のノイズが発生すると、デバイスは機能できなくなる。IBMの研究者は単層シートでトランジスタを構築して電気特性がフーゲの法則に従うことを確かめ、同じデバイスを2層に重ねたシートで製作すると、層間に強い電子結合が生まれノイズが打ち消されることを発見した。この現象の理解は端緒についたばかりだが、IBMは2層グラフェンにより様々な用途開発が可能になるとしている。
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