by James St. John
1 :しじみ ★ 2018/08/08(水) 15:55:34.66 ID:CAP_USER.net
 白石誠司 工学研究科教授、セルゲイ・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。

 さらに、基盤であるYIGからスピン流(*)をPt超薄膜に注入したところ、Pt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・制御することができることも見出しました。

 これは従来の「金属材料を使ってトランジスタを作ることはできない」という理解と「スピン軌道相互作用は材料固有である」という固体物理学における理解を共に覆す発見であり、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画期的成果です。(後略)

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



3 :ニュースソース検討中@自治議論スレ 2018/08/08(水) 16:05:35.58 ID:w6H2fRmp.net
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 :ニュースソース検討中@自治議論スレ 2018/08/08(水) 16:14:00.86 ID:Sgkm/maM.net
>>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 :ニュースソース検討中@自治議論スレ 2018/08/08(水) 19:38:50.40 ID:m3h8ATes.net
>>3
超薄膜なんだから使ってる量はすくないのよ


62 :ニュースソース検討中@自治議論スレ 2018/08/08(水) 22:36:47.12 ID:f1WIC1rH.net
>>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 :ニュースソース検討中@自治議論スレ 2018/08/09(木) 09:40:58.51 ID:PubVXlPU.net
>>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 :ニュースソース検討中@自治議論スレ 2018/08/09(木) 19:02:01.81 ID:29UzHwo4.net
>>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



6 :ニュースソース検討中@自治議論スレ 2018/08/08(水) 16:32:05.58 ID:viDI++co.net
サイコフレーム鋼材になりえそうですかね?


7 :ニュースソース検討中@自治議論スレ 2018/08/08(水) 16:36:53.95 ID:YwDu3MhE.net
画期的な研究成果だけど、コミュニケーション力が絶望的に最悪

×金属が半導体に化ける
○金属でもトランジスタみたいなことが出来た!



84 :ニュースソース検討中@自治議論スレ 2018/08/09(木) 07:21:11.80 ID:SQAA/2wk.net
>>7
よう文系w


86 :ニュースソース検討中@自治議論スレ 2018/08/09(木) 07:51:11.04 ID:lIYSooN/.net
>>7
「半導体」の意味がわからんのか?




9 :ニュースソース検討中@自治議論スレ 2018/08/08(水) 16:45:36.75 ID:V1en1rcj.net
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 :ニュースソース検討中@自治議論スレ 2018/08/08(水) 16:45:57.19 ID:GRq8UX53.net
これで低迷してるプラチナ価格も上がる!
のかな?



13 :ニュースソース検討中@自治議論スレ 2018/08/08(水) 16:52:33.09 ID:CJ26lfuL.net
>>10
これ別に銀とかでも出来そう


52 :ニュースソース検討中@自治議論スレ 2018/08/08(水) 21:26:47.62 ID:o79R4PD0.net
>>13
酸化とか影響なさそう?



12 :ニュースソース検討中@自治議論スレ 2018/08/08(水) 16:48:00.59 ID:Lf9xFZ/l.net
2ナノってプラチナ分子何個分の厚さなんかね?


15 :ニュースソース検討中@自治議論スレ 2018/08/08(水) 17:16:37.15 ID:2nFEaHd3.net
>>12
Ptが面心立方格子としてABCABCABの8.8スタックぐらい。



20 :ニュースソース検討中@自治議論スレ 2018/08/08(水) 17:44:57.95 ID:ho1ZytJS.net
まあ3次元に配置されてるのが2次元に制限されるんだから特性は変わるよな
量子力学やってればあたり前田のクラッカー



24 :ニュースソース検討中@自治議論スレ 2018/08/08(水) 17:48:49.48 ID:/oPr4zPc.net
電子の多い金属ではゲート電圧で電子の濃淡を作ることが難しいって
ことであって、>>20はアホの見本だわ。


83 :ニュースソース検討中@自治議論スレ 2018/08/09(木) 07:19:57.90 ID:jjxW5HU8.net
>>24
超薄膜化なんて量子閉じ込め効果とか量子サイズ効果とかの典型例じゃん 
電子相関がバルクとは変わるから物性も変わる


97 :ニュースソース検討中@自治議論スレ 2018/08/09(木) 18:22:14.82 ID:j6sybKO+.net
>>83
だったら
量子論の計算で示してみろよ無能



21 :ニュースソース検討中@自治議論スレ 2018/08/08(水) 17:45:22.60 ID:/oPr4zPc.net
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



23 :ニュースソース検討中@自治議論スレ 2018/08/08(水) 17:47:28.97 ID:IOf/WAZm.net
中村だと特許で揉めそう。



28 :ニュースソース検討中@自治議論スレ 2018/08/08(水) 18:25:19.72 ID:IeuF6mf8.net
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 :ニュースソース検討中@自治議論スレ 2018/08/08(水) 18:31:11.89 ID:priPy/Zp.net
>>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



31 :ニュースソース検討中@自治議論スレ 2018/08/08(水) 18:52:25.75 ID:aiR8lWac.net
プラチナで出来るならパラジウムでも出来るんじゃないか?


35 :ニュースソース検討中@自治議論スレ 2018/08/08(水) 19:17:01.91 ID:xXg9Z8wn.net
理由がわからん。
混ぜ物してないんだよね?



75 :ニュースソース検討中@自治議論スレ 2018/08/09(木) 02:41:23.40 ID:YkNI9oPd.net
>>35
だから薄いからだろ


93 :ニュースソース検討中@自治議論スレ 2018/08/09(木) 12:53:06.99 ID:PubVXlPU.net
>>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。



45 :ニュースソース検討中@自治議論スレ 2018/08/08(水) 20:13:54.64 ID:vh+Al28s.net
その時
米国シリコンバレーに時代は終わり
日本プラチナバレーの時代が幕を開けなかったのであった



46 :ニュースソース検討中@自治議論スレ 2018/08/08(水) 20:18:31.36 ID:wNfKiQ1s.net
5年前からプラチナを毎月5万円分買い続けてきた
俺がやってまいりました



47 :ニュースソース検討中@自治議論スレ 2018/08/08(水) 20:31:49.61 ID:VRkwcI5F.net
実用性はないだろう。薄膜は耐久性がないため自己満足にすぎん


49 :ニュースソース検討中@自治議論スレ 2018/08/08(水) 20:49:40.58 ID:O90kG+1F.net
この膜作るのにいくらかかるんだ



51 :ニュースソース検討中@自治議論スレ 2018/08/08(水) 21:02:44.86 ID:iUC4NpKZ.net
金属のような大電流を流せる素材でスイッチでき、
スピン流で全く流さない省エネも実現可能

実用化はいつ? 微細加工の量産化はできるの?



54 :ニュースソース検討中@自治議論スレ 2018/08/08(水) 21:38:11.91 ID:k+Ow/q3x.net
液体を使ったデバイスが長期間安定的に動作するんやろか。
漏れたり蒸発したりしないのかな。



59 :ニュースソース検討中@自治議論スレ 2018/08/08(水) 22:12:25.62 ID:mLD1zoxk.net
おい後半のスピン流制御の話の方が重要だろ
なんでタイトルに入れてないんだよ



77 :ニュースソース検討中@自治議論スレ 2018/08/09(木) 02:52:35.65 ID:5RVbH8p4.net
スピントンネル効果じゃないの


88 :ニュースソース検討中@自治議論スレ 2018/08/09(木) 09:12:18.26 ID:QHy2pY7o.net
薄膜だと高い電圧に耐えられないから高クロックで動かせないちゃうん?>>1



99 :ニュースソース検討中@自治議論スレ 2018/08/09(木) 20:46:33.34 ID:ixIRrNur.net
この理論で行けば、プラチナじゃなくても出来る可能性はあるな




(´・ω・`) いろんな物質試していろんな発見ありそう 夢が広がりんぐ


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元スレ: http://anago.2ch.sc/test/read.cgi/scienceplus/1533711334/