理系にゅーす

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トランジスタ

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1: 2016/07/25(月) 12:21:39.90 ID:CAP_USER
JAXAがスマホ処理性能が最大10倍になる半導体の高性能単結晶 (ニュースイッチ) - Yahoo!ニュース
http://headlines.yahoo.co.jp/hl?a=20160725-00010001-newswitch-sctch
http://amd.c.yimg.jp/amd/20160725-00010001-newswitch-000-1-view.jpg


ISSでの宇宙実験の成果を応用。半導体・材料メーカーとの共同研究を検討

 宇宙航空研究開発機構(JAXA)はスマートフォンやパソコンなどのトランジスタ基板として使える高性能の結晶の作製に成功した。国際宇宙ステーション(ISS)での宇宙実験の成果を応用。実験の条件を検討し、地上においてシリコン(ケイ素、Si)とゲルマニウム(Ge)の混合比率がほぼ半分ずつになるような結晶を作れた。

 SiとGeが半々の割合で混合する単結晶の基板ができれば、コンピューターの演算速度を2―10倍もしくは消費電力を5分の1以下にできるとされている。JAXAは現在、半導体メーカーや材料メーカーなどと共同研究を検討している。

 研究グループは2013―14年に、液体が対流しにくいISSの微小重力環境下で結晶の製造実験を実施。ISSで得られた結晶の成長メカニズムを基に地上での製造を始めた。

 Geの丸棒をSiの丸棒で挟みこんだ試料をカートリッジに装填し、試料の部位に温度差(温度勾配)をつけられる専用の炉に入れ1000度C以上で加熱した。液体になったGeにSiが少しずつ溶け出し、液体中で濃度勾配がついた後、拡散が起こり均一な結晶ができる仕組みだ。

 試料にかける温度勾配を1センチメートルにつき5度―7度Cと、宇宙での実験条件よりも温度勾配の傾きを小さくして試料内部の対流を抑制。GeとSiの濃度のムラを1%以下に抑えた高精度な結晶を作れた。試料の直径を50ミリメートルにまで大口径化することにも成功した。

 代表研究者の木下恭一元JAXA主幹研究員は「今後、磁場を利用して対流を抑えるなどの工夫を施し、地上での実験を進めていきたい」としている。
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引用元: 【半導体工学】JAXA、スマホ処理性能が最大10倍になる半導体の高性能単結晶の作製に成功 [無断転載禁止]©2ch.net

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1: 2016/04/08(金) 22:20:59.36 ID:CAP_USER.net
【プレスリリース】鉄系超伝導体の臨界温度が4倍に上昇―絶縁性薄膜に電界印加で35ケルビンに― - 日本の研究.com
https://research-er.jp/articles/view/45281


概要

東京工業大学 科学技術創成研究院 フロンティア材料研究所の平松秀典准教授、元素戦略研究センターの細野秀雄教授と半沢幸太大学院生らは、鉄系超伝導体[用語1]の一つである鉄セレン化物「FeSe」のごく薄い膜を作製し、8ケルビン(K=絶対温度、0Kはマイナス273℃)で超伝導を示すバルク(塊)より4倍高い35Kで超伝導転移させることに成功した。FeSe薄膜が超伝導体ではなく、絶縁体[用語2]のような振る舞いを示すことに着目し、電気二重層トランジスタ[用語3] [用語4]構造を利用して電界を印加することにより実現した。

トランジスタ構造を利用したキャリア生成方法は、一般的な元素置換によるキャリア生成とは異なり、自由にかつ広範囲にキャリア濃度を制御できる特徴がある。このため、元素置換によるキャリア添加が不可能な物質でも適用が可能なことから、今後の鉄系層状物質でより高い超伝導臨界温度の実現を狙う有力な方法になると期待される。

成果は3月29日(米国時間28日)に「米国科学アカデミー紀要(Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America)」のオンライン速報版に掲載された。

続きはソースで

ダウンロード
 

引用元: 【材料科学】鉄系超伝導体の臨界温度が4倍に上昇 絶縁性薄膜に電界印加で35ケルビンに

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1: 2015/08/12(水) 06:12:50.08 ID:v6HHs+99*.net
掲載日 2015年08月12日



 産業技術総合研究所ナノチューブ実用化研究センターCNT用途チームの関口貴子主任研究員と田中文昭元産総研特別研究員らは、衣類のように柔らかく、曲げたり伸ばしたりしても壊れないトランジスタを開発した。
金属やシリコン基板のような硬い材料をまったく使っていないため人体などに沿って変形することも可能。今後、柔らかいセンサーなどと組み合わせ、医療用の人体圧力分布センサーなどを開発する。

画像
http://www.nikkan.co.jp/news/images/nkx20150812eaac.png
※開発した柔らかいトランジスタ、ハイヒールで踏んでも性能に変化がない(産総研提供)

 単層カーボンナノチューブ(CNT)やイオンゲル、シリコーンゴムなどの柔らかい素材だけでトランジスタを構成した。柔らかさや破けにくさに関しては、衣類と同じ程度という。トランジスタの性能を示すオンオフ比は1万と、従来のフレキシブルトランジスタと同等だった。

 実際にハイヒールで踏んでもトランジスタの性能が変わらないことを確認した。日常で起こり得る負担では、ほぼ壊れないという。今後、衣類のように身につける人体計測システムを開発する。

(記事の続きや関連情報はリンク先で)

ダウンロード (1)


引用元:日刊工業新聞 http://www.nikkan.co.jp/news/nkx0320150812eaac.html

引用元: 【科学】 産総研、衣類のように柔らかいトランジスタ開発‐折り曲げ変形自在で踏んでも壊れず [日刊工業新聞]

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1: 2015/07/10(金) 17:29:58.34 ID:???.net
IBM、7ナノメートルの極小半導体を試作
http://jp.wsj.com/articles/SB11807971170009143901604581099352600757440

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革新のペースを維持しようとする半導体メーカーは、最近ではコスト問題に直面している。しかし、IBMの研究員は、競争相手に差を付ける画期的な成果を達成した。

 IBMは9日、7ナノメートル(ナノは十億分の一)の生産プロセスを用いた半導体試作品の開発について明らかにした。現在市場で販売される14ナノメートルの半導体よりも大幅に小型化した半導体で、微細化をめぐる競争でライバルに先行する構えだ。

 アナリストは、IBMの半導体試作品が待望の新生産ツールで製造されたものだが、新技術の大量生産への適用を保証するものではないと述べた。だが、今回の進展は、IBMやその製造パートナーにとって、インテルなどライバルに圧力をかける効果があるほか、業界が引き続きチップの高速化やストレージ容量の増大、省電力化などの障壁を、半導体の進化のために克服できることを示すものとなる。

 エンビジョニアリング・グループのアナリスト、リチャード・ドーティー氏は「カンフル剤を必要とする業界に自信をもたらす動きだ」と述べた。

 業界各社は、インテルの共同創業者ゴードン・ムーア氏が50年前に提唱した競争上の長期的傾向の予測「ムーアの法則(半導体の集積密度は18カ月で倍増する)」の下、トランジスターやその他の超小型部品のさらなる微細化をめぐって競争している。
現在大量生産されている半導体は14ナノメートルの生産プロセスを用いているが、こうしたプロセスはほぼ一定間隔で微細化されており、メーカーに半導体の性能向上やコスト削減をもたらしている。

 しかし、ムーアの法則に沿って前進することは、サイズが小さくなるにつれて困難さを増している。最新の生産工程への移行ではトランジスターの生産コストを削減できなかったメーカーもある。

 着実に2年ごとに新生産技術を投入してきたことで知られるインテルでさえも、14ナノメートルの生産プロセスを完成させるまでには6カ月の遅れが生じた。現在インテルは10ナノメートルの技術に取り組んでおり、アナリストはこれが16年に登場すると見込んでいる。

 これまでは旧工場で22ナノメートルの半導体を生産してきたIBMだが、今回7ナノメートルの工程を用いた半導体試作品を製造できたという。同社の半導体技術研究担当副社長、ムケシュ・カーレ氏は、この取り組みについて「偉大なチャレンジでの画期的な成果」と位置付けた。

 7ナノメートルのプロセスを用いた半導体は、今後数年間は実用化されない公算が大きい。VLSIリサーチのアナリスト、ダン・ハッチソン氏は「業界ではここから製造までに大きな課題がある」と述べた。

 しかし、IBMは、その取り組みでは製品への道のりに根本的な障壁がないことを示すと見込んでいる。新技術ではハイエンドチップ上のトランジスターの数は数億から20億強にまで増加する。

 カーレ氏は、IBMが半導体試作品の生産でその一部にシリコンゲルマニウムと呼ばれる素材を初めて追加したと述べた。

 注目を集める公算が大きいのはリソグラフィーと呼ばれる技術に関する手法だ。この生産工程では光を用いて回路パターンを半導体ウエハー上に転写する。

 しかし、最新の半導体生産では複数の露出工程が必要となり、1ウエハー当たり処理費は大幅に増加した。

 このためIBMは、極端紫外線(EUV)と呼ばれる新リソグラフィー技術を用いて7ナノメートル半導体を開発した。業界では同技術の開発に20年余りを費やしている。同技術では現行のツールよりもはるかに短い光の波長を利用するため、複数の露出の必要性を回避できる。

 オランダのASMLホールディングがEUVツールを開発しているが、同システムのコストは1億5000万ドルにのぼる可能性がある。他のリソグラフィー装置のコストは5000万ドル前後だ。試作品モデルはニューヨーク州立ポリテクニック・インスティテュート(SUNYポリ)で運用されており、IBMの7ナノメートルの研究もここで行われた。

 難題の一つは現行のEUVツールのウエハー処理速度が従来のツールのそれよりもはるかに遅いこと。VLSIのハッチソン氏は、IBMの半導体試作品はこの点で進化の兆しだと述べた。

 一方、インテルはリスクヘッジしているもようだ。同社の製造技術を支えるシニアフェローのマーク・ボア氏は最近、インテルが7ナノメートルの半導体の製造においてEUVにシフトしなくても採算性を得ることに自信を示した。
一方、同社は7ナノメートル開発の他の詳細は明らかにしていない。広報担当者はIBMの発表に関してコメントしていない。

続きはソースで

引用元: 【半導体】IBM、7ナノメートルプロセスの極小半導体を試作 一部にシリコンゲルマニウムを追加

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1: 2015/02/17(火) 01:09:17.89 ID:???.net
掲載日:2015年2月16日
http://www.zaikei.co.jp/article/20150216/235847.html

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 自然科学研究機構分子科学研究所(協奏分子システム研究センター)の須田理行助教、山本浩史教授、独立行政法人理化学研究所の加藤礼三主任研究員らの研究グループは13日、光に応答する有機分子を組み込んだ電界効果トランジスタを作製することで、光の照射によってオン・オフが可能な超伝導スイッチを開発したと発表した。

 超伝導物質を用いた電界効果トランジスタは、高速かつ省エネルギーな超伝導エレクトロニクスの基盤技術として期待されており、これまでにも電気的にスイッチ可能な超伝導トランジスタの開発が行われてきたが、今回の技術は将来的に光で遠隔操作可能な高速スイッチング素子や、超高感度光センサーなどの開発につながる可能性があるという。

 今回の実験では、このκ-Brを用いた超伝導トランジスタのゲート電極部分を、スピロピランと呼ばれる光に応答して電気的に分極する有機分子からなる薄膜に置き換えた構造を持つ、新たな光駆動型トランジスタを作製した。これまでの電界効果トランジスタでは、外部電源を用いてゲート電極へ電圧を印加し、物質に電荷を蓄積させることで電気抵抗を制御していた。

続きはソースで

(坂本直樹)

<画像>
従来の電界効果トランジスタ(A)と光駆動型トランジスタ(B)の模式図(自然科学研究機構分子科学研究所の発表資料より)
http://www.zaikei.co.jp/files/general/2015021523394631big.png

紫外光照射による絶縁体から超伝導への変化(自然科学研究機構分子科学研究所の発表資料より)
http://www.zaikei.co.jp/files/general/2015021523394703big.png

<参照>
光でオン・オフ可能な超伝導スイッチを開発(山本グループら) | 分子科学研究所
https://www.ims.ac.jp/news/2015/02/13_3096.html

Light-induced superconductivity using a photoactive electric double layer
http://www.sciencemag.org/content/347/6223/743.abstract

引用元: 【電磁気学/半導体】分子科学研究所、光でオン・オフ可能な超伝導スイッチを開発

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1: 2015/01/31(土) 22:08:04.20 ID:???.net
掲載日:2015年1月30日

 トヨタ自動車(トヨタ)は1月29日、パワーコントロールユニット(PCU)にSiCパワー半導体を搭載したハイブリッド車(HV)「カムリ」の試作車を開発し、2015年2月より約1年間、豊田市を中心に公道での走行試験を行うと発表した。

 PCUに使われているパワー半導体は車両全体の電力損失の約20%を占めており、その高効率化は燃費向上に不可欠とされる。今回開発された試作車は、PCU内の昇圧コンバーターおよびモーター制御用インバーターに、SiCパワー半導体(トランジスタ、ダイオード)を搭載した。

 公道走行試験では、走行速度や走行パターン、外気温などさまざまな走行条件ごとに、PCU内の電流、電圧などのデータを取得し、燃費への効果を検証する。

続きはソースで

<画像>
SiC搭載車両
http://news.mynavi.jp/news/2015/01/30/134/images/001l.jpg

SiC PCU
http://news.mynavi.jp/news/2015/01/30/134/images/002l.jpg

<参照>
トヨタ自動車、新素材SiCパワー半導体搭載車両の公道走行を開始 | トヨタグローバルニュースルーム
http://newsroom.toyota.co.jp/jp/detail/5725437

<記事掲載元>
http://news.mynavi.jp/news/2015/01/30/134/

引用元: 【カーエレクトロニクス】トヨタ、SiCパワー半導体搭載HVの公道走行試験を開始へ

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