1: 2018/08/08(水) 15:55:34.66 ID:CAP_USER
白石誠司 工学研究科教授、セルゲ◯・ドゥシェンコ 同博士研究員(研究当時、現:米国標準化研究所及びメリーランド大学研究員)、外園将也 同修士課程学生らの研究グループは中村浩次 三重大学准教授と共同で、金属である白金を極めて薄い膜(超薄膜)にしたとき、シリコンなどの半導体で実現されるトランジスタ特性(材料の抵抗を外部電圧で制御する特性)が現れること、さらにそれに伴って白金がスピンを電流に変換する「スピン軌道相互作用」という機能を大幅に変調・制御ことができることを世界で初めて発見しました。

 固体物理学における常識を覆す発見であり、特にエレクトロニクスやスピントロニクス分野の新しい発展に繋がる成果です。

 本研究成果は、2018年8月7日に英国の国際学術誌「Nature Communications」にオンライン掲載されました。

■概要
 今日の情報社会の隆盛をもたらしたトランジスタは、半導体(現在は一般的にシリコンが用いられる)中のキャリア(電子または正孔)をゲート電圧で誘起することで、抵抗の大きさを制御し、情報のオンとオフを操作します。

 しかし、金属は一般的にキャリアの数が非常に多いために、ゲート電圧によってキャリアを誘起しても、抵抗を変えることは困難でした。

 本研究グループは、まず2ナノメートルという極めて薄い白金(Pt)の膜(超薄膜)を、磁性絶縁体であるイットリウム鉄ガーネット(YIG)の上に作製しました。そして、このPt超薄膜の上にイオン液体をのせて強いゲート電圧をかけたところ、上記のような半導体で実現されるトランジスタ特性が現れることを発見しました。

続きはソースで

■今回の研究で用いた素子の構造図と実験の概念図
http://www.kyoto-u.ac.jp/ja/research/research_results/2018/images/180807_1/01.jpg

http://www.kyoto-u.ac.jp/ja/research/research_results/2018/images/180807_1/02.jpg

京都大学
http://www.kyoto-u.ac.jp/ja/research/research_results/2018/180807_1.html
images


引用元: 【固形物理学】金属が半導体に化ける可能性 -超薄膜の白金がトランジスタ特性を発揮することを発見-京都大学[08/08]

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3: 2018/08/08(水) 16:05:35.58 ID:w6H2fRmp
凄い発見だけど、白金は高価すぎるね、銅辺りで同じ効果が可能ならば
革命が起きる

4: 2018/08/08(水) 16:14:00.86 ID:Sgkm/maM
>>3
でもシリコンのようなありふれたもので作れるのだから、経済的には金属は難しそうだね

37: 2018/08/08(水) 19:38:50.40 ID:m3h8ATes
>>3
超薄膜なんだから使ってる量はすくないのよ

62: 2018/08/08(水) 22:36:47.12 ID:f1WIC1rH
>>3
厚さ2ナノメートルって言ったら、メッキよりはるかに薄いんだから
素材の価格は問題にならないだろう

90: 2018/08/09(木) 09:40:58.51 ID:PubVXlPU
>>62
気相成長法だろうから成膜工程で間違いなくそれ以上のプラチナを蒸発させてる
ただしこの薄膜を作るプロセスを実現させるカネ(超高真空装置、薄膜成長過程のランニングコスト)に比べたら大した額じゃない

98: 2018/08/09(木) 19:02:01.81 ID:29UzHwo4
>>90
プラチナだからスパッタで行けるでしょ
だけど超薄膜でも5×150位のターゲットは必要だからバカ高いのには変わらないんだけど

100: 2018/08/09(木) 21:13:26.44 ID:M2dMfbdh
>>98
YIGベースだし確かにスパッタでもいけるかもね
あとはどのくらい結晶成長の規則性が必要なのかだけど

6: 2018/08/08(水) 16:32:05.58 ID:viDI++co
サイコフレーム鋼材になりえそうですかね?

9: 2018/08/08(水) 16:45:36.75 ID:V1en1rcj
トランジスタと言いながら実用化されるとホール素子みたいな物だったりしてね

10: 2018/08/08(水) 16:45:57.19 ID:GRq8UX53
これで低迷してるプラチナ価格も上がる!
のかな?

13: 2018/08/08(水) 16:52:33.09 ID:CJ26lfuL
>>10
これ別に銀とかでも出来そう

52: 2018/08/08(水) 21:26:47.62 ID:o79R4PD0
>>13
酸化とか影響なさそう?

12: 2018/08/08(水) 16:48:00.59 ID:Lf9xFZ/l
2ナノってプラチナ分子何個分の厚さなんかね?

15: 2018/08/08(水) 17:16:37.15 ID:2nFEaHd3
>>12
Ptが面心立方格子としてABCABCABの8.8スタックぐらい。

16: 2018/08/08(水) 17:17:41.47 ID:e6ibBHch
トランジスタというよりトンデモジスタに近い感じ

17: 2018/08/08(水) 17:26:57.46 ID:x0EIegMK
とうとうサイボーグの時代がやってくるのか

18: 2018/08/08(水) 17:32:58.47 ID:lLtUgN4q
で、何が凄いの?

70: 2018/08/08(水) 23:41:55.73 ID:aV59YQ5U
>>18
ナノコンピューターが出来る

21: 2018/08/08(水) 17:45:22.60 ID:/oPr4zPc
よう分からんが
スピンだけの電子を注入したらPt内でドリフト電流になった、つまり起電力が発生したってことか?
よう分からんがなw

25: 2018/08/08(水) 17:50:38.14 ID:sYAVkD1y
プラチナ価格暴騰するかな?
いまんとこゴールドより安いしお買い得ではある

28: 2018/08/08(水) 18:25:19.72 ID:IeuF6mf8
ケイ素でできることをなにもわざわざ
貴金属でやる必要もなかろうに。
逆ならすごい発見だが。

30: 2018/08/08(水) 18:31:11.89 ID:priPy/Zp
>>28
研究者が語学的に馬鹿だからすごさが分からないけど

既存の半導体で不可欠な不純物のドーピング(拡散やエピタキシャル)が不要なら
製造時の制約が激減して、設計の自由度が激増する

55: 2018/08/08(水) 21:45:53.74 ID:Ob7vqlVc
>>28
世界中にPCやスマホが普及していて誰も意識してないけどシリコンの純度の高い結晶を作るのはものすごく大変

29: 2018/08/08(水) 18:26:58.26 ID:IeuF6mf8
ケイ素の指輪を見せると美形JDがほいほい股を開くような
革命的デバイスを発明してみ。
京都大学さん江

34: 2018/08/08(水) 19:16:17.19 ID:HNzrTFs6
電圧で制御するのはFETなんだが・・・ってどうでもいいか

35: 2018/08/08(水) 19:17:01.91 ID:xXg9Z8wn
理由がわからん。
混ぜ物してないんだよね?

93: 2018/08/09(木) 12:53:06.99 ID:PubVXlPU
>>35
こういう超薄膜だと、下地層の影響で金属格子の原子間距離が普通と違う値になる。
そのせいで単独の金属とは全然違う特性が出たりするんだよ。
今回のも下地がYIGガーネットじゃなければ違う結果になっただろう。

36: 2018/08/08(水) 19:27:04.49 ID:t0pSTuIE
>例えば情報伝搬において究極の省エネとなる。

まったく理解の範疇を超えてるからわけわかんないんだけど、つまり電気代激安ってこと?

40: 2018/08/08(水) 19:41:51.96 ID:I776+9KG
>>36
半導体に比べて同じ動作をするのに要する電圧が小さいから、消費電力が下る

38: 2018/08/08(水) 19:40:32.49 ID:+D1oN55C
nanoサイズの金属膜を電子でふやけさせパンパンにして自由度を消す
んでもふやけさせるにはイオン水くらいヌルい電子源が必要なんだよね

39: 2018/08/08(水) 19:40:51.71 ID:YcYzm74E
後のニューロコンピュータの誕生の瞬間である