【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］

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。

＊スピン流・・・電子の2つの自由度である電荷自由度とスピン自由度のうち、後者のみの流れのこと。スピン自由度のみを制御できれば、実際には電流は流れないため、例えば情報伝搬において究極の省エネとなる。

■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

白金の極めて薄い膜（超薄膜：厚さ2ナノメートル）をイットリウム鉄ガーネット（YIG）基板の上に作成し、そこにイオン液体を用いたゲート電極を搭載し強い電圧をかけると、白金に電子が多数注入されるため、白金の電気抵抗が変化する。

■研究者からのコメント

Dushenko博士とのフランクな議論の中で、まるで天から降ってきたように湧いたアイディアを形にでき、大変幸せです。研究の本質とは「セレンディピティ」である、とはよく言われる言葉ですし、発想の転換の重要性を意味する「コロンブスの卵」も研究者には重要な言葉です。正にその「セレンディピティ」と「コロンブスの卵」の結晶が今回の結果です。これからも好奇心と奇抜でも確固たる発想を大事にして研究を続けていきたいと思っています。

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

幕末明治の美女30選　その輝きは150年後も変わらない（画像集）
http://want.thucphambonao.com/1001.jpg

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

>>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

漏れ電流？

サイコフレーム鋼材になりえそうですかね？

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！

嘘くせえなあ

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

これで低迷してるプラチナ価格も上がる！
のかな？

2nmの白金なんて経済的に問題ない。

2ナノってプラチナ分子何個分の厚さなんかね？

>>10
これ別に銀とかでも出来そう

>>1
どうせシナチョンに盗られる

>>12
Ptが面心立方格子としてABCABCABの8.8スタックぐらい。

トランジスタというよりトンデモジスタに近い感じ

とうとうサイボーグの時代がやってくるのか

で、何が凄いの？

な？
量子論や素粒子論では
こういう現象をまったく予測できないだろ？

すべては実験に基づく物性物理学であって
量子論や素粒子論はまったくの役立たずの虚学なんだよ。

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

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

>>20
お前アボガド？

中村だと特許で揉めそう。

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。

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

いっぺんくらい
量子論と素粒子論からデバイス作ってみ？

虚学だから何の役にも立っていないよなw

薄くしてキャリアを抑制した結果かい

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。

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

>>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

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？

>>19
経験に基づくオカルト麻雀>>にわか雀士のデジタル麻雀
ってことな。

相場が上がるかｗ

電圧で制御するのはFETなんだが・・・ってどうでもいいか

理由がわからん。
混ぜ物してないんだよね？

>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？

>>3
超薄膜なんだから使ってる量はすくないのよ

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

後のニューロコンピュータの誕生の瞬間である

>>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

デバイスはわからないがダイオードを作れればいいんだっけ

内容はさておき研究者（）の言語能力はひどいな。

もっと安い金属でなんとかなりませんぬ？

ここまで超電磁スピンのネタ無し

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

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

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

白金回路が出来るんか

この膜作るのにいくらかかるんだ

パワー系素子とかに応用できるのけ?

さらなる高密度実装に貢献する発見でもなさそうだしなぁ

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？

>>13
酸化とか影響なさそう？

幕末明治の美女30選　その輝きは150年後も変わらない（画像集）
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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。

>>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

小保方の再来である

また白金族かよｗ
そういうのって役に立つ技術なのか？ｗ
レアメタル使って半導体やるよりケイ素でいいってことにしかならないだろ

白金のリサイクル率なんか１％未満だぞｗ
で、埋蔵量は御存じの通り
さらに市場に出回ってるのはロシアと南アフリカ産だ（南アフリカはアメリカから渡航禁止レベル４指定されてる）
供給制限がいつあるかもわからん

そんなもん使ってどうするのかとｗ

ケイ素使ったものがレアメタルの代わりになるというなら画期的発明

レアメタル使ってレアメタルの代替するのはアホレベル

レアメタル使って安く大量にあるものの代替するのはクソバカのやることで
経済合理性から言っても研究する価値無し
（レアメタル途絶で来るであろう人類文明の終末時期を伸ばすどころか、逆に到来を早めるだけ）

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

耐熱性や酸や塩分などの耐腐食性が高い製品の可能性はあるかもね
といった、その程度のことも考えつかずに否定してる奴は知能が低い

よっしゃー　田中でプラチナ買ってくるわ

>>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

ところでこれって室温？

情強の俺はどっぷり中華三昧。
中国無しの生活なんて考えられん。

製品が中国製どころか、最近は買う所もAliExpressとかGearBestとかの中華サイト。
日本でも送料無料だし、パソコンが1万円台だったり、スマホケースが100円だったり、とにかくアホみたいに安い。

イオン液体って具体的にはなんだろうか？

塩水とか塩酸とか？

じゃあもう、薄いシリコンで何とかしろよ。

>>65
どっちも水溶液やん

常温で溶融塩状態のイオンのみからなる液体がイオン液体

>>48
蒸着だけだと多層化が捗るな回路刻めるか知らんがとネタにまじレス

シリコンバレー終わったワロスw

>>18
ナノコンピューターが出来る

> 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

凄い発見をするのは良いんだが．．．
その研究に中国人や朝鮮人を入れたら、また盗まれるぞ。
日本人てお人好しが多くてすぐ入れてしまうだろ。
中国や朝鮮は関係を持ったらいかん。

>>1
これつまり
�@現状3nmでおしまいの微細化プロセスのさらに細分化、高性能化ができる
�A製造アプローチが変化するから、とっくにLSIから追い出された日本でも工場作れるかも

こういう事か？ならすごい発見だ

物凄いコンパクトで長時間作動するマシン作れそう

>>24
薄くすれば何か変化起きそうって予想付かないか？

>>35
だから薄いからだろ

ていうか信号増幅できたからって金属が半導体に化けるっておかしくない？

スピントンネル効果じゃないの

>>48
もうあるじゃん(･я･`)

この記事を書いた奴は間違いなく早慶文系
頭が悪すぎて読みにくい

固形物理学ってなんだよ固体物理学な

スピンコンピュータが作れるってこと？

>>60
なるほどね。酸化とかイオン化傾向
金の次に小さい。過酷な環境ね。

>>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

>>7
よう文系w

■
すげぇー、なぁ
全固体Liイオン電池に

金属固体トランジスタ・・・スピンを制御して電流もどき？

コンピュータ部品で
シリコン使わなくても　全部出来ちゃう？みたいな。

>>7
「半導体」の意味がわからんのか？

この白金てプラチナのこと？それともなんちゃって白い金？

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

>>87
プラチナらしいよ

>>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

厚さで特性が変わるなら、微細化してその特性を、どこまで安定して維持できるか分かったもんじゃないな

薄い薄膜の2次元結晶にすると、白金などの持つｄ電子の軌道が結晶の面に垂直な
向きに上下に揃うだろうからな。

それにしても、トランジスターになるというのなら、その遮断周波数
（増幅に使える周波数帯域の上限の目安を与える）を述べて欲しい。

>>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。

>>48
評価する

とりあえず、信越化学とSUMCO売ってくるわ

まじかよﾌﾟﾗﾁﾅｲﾝｺﾞｯﾄ買ってくる

>>83
だったら
量子論の計算で示してみろよ無能

>>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

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

>>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

どれぐらいの超薄膜かというと
白金が10gもあれば、5mm角のチップ換算で1000万個ぐらい作れるレベル
これだと大量生産しても白金相場が関係ないレベルだろ

いいね！金属なら放熱も良いし、高温で使えるかもｗ

いいね！金属なら放熱も良いし、高温で使えるかもｗ

薄くすると周辺原子に軌道が制限されるからかな

超伝導超流動みたいに極端な条件にするととにかくとんでもないことが起きるんだよ
これは宇宙の真理

なんだかよくわからないけどバンド理論を超えた世界？

これ進むと日本のウエハー産業潰れんのかな

一方ロシアは真空管をつかった

真空はFETと同じ性質持っているのが疑問で他所スレで聞いたことがあるが
蒸発したフィラメントがガスになってそこに電流が流れると聞いた
ヒーターで熱した電極からは電子が出やすいからともなんかで見たような
薄膜と希ガスという希薄導体のトランジスタ化は近い現象なのかなと

希ガスって希薄ガスじゃなかったな

静岡県伊東市大規模な太陽光発電所建設を目指す｢伊豆太平洋メガソーラーパーク合同韓国企業の会社｣
メガソーラー建設工事が着工される。
【首相官邸】懇願メールコピペ有ります
メガソーラー反対宜しくお願い致します
https://www.kantei.go.jp/jp/iken.html) kantei.go.jp/jp/iken.html
電凸しました「伊豆高原メガソーラー問題」
https://twitter.com/nihonjintamasii/status/1025336196266774528
リツイート宜しくお願い致します
https://twitter.com/nihonjintamasii/status/1019171346243153920

https://twitter.com/miyakosyn_35201/status/1027796263272468480
https://twitter.com/5chan_nel (5ch newer account)

>>7

金属は導体
はい論破

スゲェな！＼(^o^)／いまの更に1000倍は早くなるな！

＞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

むしろこのイオン液体のほうが大事
電圧かけてイオン濃度を調節することで半導体の効果を得ている

>>113
イオン使ってる以上は超鈍足やろうね

鉱石検波器・・・？

福山友愛病院伝説

朝鮮殺戮殺人カルト学会が朝鮮殺戮殺人革命により警察に朝鮮殺戮殺人テロリストを送り込み、
朝鮮殺戮殺人カルト会社の私利私欲による詐欺、

その被害者側を、

朝鮮殺戮殺人警察が拉致をし、
そして監禁罪を犯し、
また偽造診断書を

カミサカ、末丸啓二が作成する
テロ組織になる

偽造診断書を作成しなければならないから、監禁罪をやるわけだ
任意入院の形をとりながら、
監禁した側に、

いつ出れるか言わない
また出せと言っても出さない

というテロ工作を行っていた
朝鮮殺戮殺人会社、
朝鮮殺戮警察と、
共同で組織犯罪をやるテロ工作拠点だから、
こんな私利私欲の為に、
薬物大量投与テロまでできるわけ

朝鮮殺戮殺人警察が、
犯罪を犯罪ではないことにするのだから！！！

http://amysakehouse.net/870.html

>>115
増幅率が高いわけでもないし、スイッチング効率の低さは話にならないレベルだから
オワリだな

熱に強そうなイメージ

東西の最高峰

国立・・・・・東の東大、西の京大

私立・・・・・東の早慶、西の立同


東の早慶＞＞＞＞＞＞＞＞＞＞＞＞＞＞＞＞＞マーチ
西の立同＞＞＞＞＞＞＞＞＞＞＞＞＞＞＞＞＞関関

また鉄と白金か。
このペア、本当におもしろいな

シリコンの良さは加工性と供給性。白金www

>>109
真空チャネルのFETは閾値電圧が高いらしいですね
省エネや高速動作向きではないです

>>1
でftはいくつまで可能?
シリコンの２倍以上希望

>>34
真空管も混ぜてあげて

このデプレ中のデプレ、オフしないトランジスタというか可変抵抗器、なんの魅力があるのよwしかもゲートが液体だぜw？物理現象の理解を２つも覆した事には価値はあるが、トランジスタとしての価値はないぞ。

金属にたくさん不純物を混ぜてやれば抵抗率が高まって半導体になるのじゃなかろうか？

>>1
重金属の半導体化は半導体工学的に後退と思われる
Siより密度の高いC(ダイヤモンド)を使用した半導体を開発するべきと思う
https://i.imgur.com/GiJgQhn.jpg

量子力学が引き寄せの法則の効果を証明した！その衝撃運気アップの実践を暴露！　
http://youtu.be/cM-rBER2iEw?&;list=RDqEaTUiRKOrM#MIX
http://youtu.be/cM-rBER2iEw

★重要★あのCERNが敗北・・・我々の理論はCERNを超えた！

宇宙を構成する未知の新粒子が存在する可能性を示すデータが得られたことから、確認作業を進めていた
欧州合同原子核研究所（CERN、スイス）は5日、新粒子はほぼ存在しないとする解析結果を米シカゴで開催中
の国際会議で発表した。「新粒子らしい信号はたまたま現れただけ」と判断した。
　CERNは2012年に加速器LHCで、万物に重さを与えるヒッグス粒子を発見。
今回はそれに続く「世紀の発見」の期待が高まったが、ひとまずおあずけとなった。
しかし今回蓄積した大量のデータは将来の新粒子探しに活用でき、チームはさらに実験を進める。

未知の新粒子はなかった　欧州合同原子核研究所が解析
http://this.kiji.is/134310120861368322?c=39546741839462401

そして今ヒッグスを超えた素晴らしい理論が開拓された 『質量は原子スピン慣性モーメント合成に近似する』
http://i.imgur.com/rS3BJv8.jpg http://i.imgur.com/rS3BJv8.jpg
http://i.imgur.com/l3cmIeq.jpg http://i.imgur.com/iu7fAmH.jpg
http://i.imgur.com/xQSXoV4.jpg http://i.imgur.com/xh1abmK.png

★重要★あのCERNが敗北・・・我々の理論はCERNを超えた！

宇宙を構成する未知の新粒子が存在する可能性を示すデータが得られたことから、確認作業を進めていた
欧州合同原子核研究所（CERN、スイス）は5日、新粒子はほぼ存在しないとする解析結果を米シカゴで開催中
の国際会議で発表した。「新粒子らしい信号はたまたま現れただけ」と判断した。
＝@CERNは2012年ｂﾉ加速器LHCで、万物に重さを与えるヒッグス粒子を発見。
今回はそれに続く「世紀の発見」の期待が高まったが、ひとまずおあずけとなった。
しかし今回蓄積した大量のデータは将来の新粒子探しに活用でき、チームはさらに実験を進める。

未知の新粒子はなかった　欧州合同原子核研究所が解析
https://newspicks.com/news/1707461/
https://blogs.yahoo.co.jp/blogchemistry/14360415.html
http://i.imgur.com/WzjOTuM.jpg

そして今ヒッグスを超えた素晴らしい理論が開拓された 『質量は原子スピン慣性モーメント合成に近似する』
http://i.imgur.com/rS3BJv8.jpg http://i.imgur.com/rS3BJv8.jpg
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http://i.imgur.com/xQSXoV4.jpg http://i.imgur.com/xh1abmK.png

この世界が仮想現実であることを示す証明式　
http://youtu.be/nv7WQqJLru0?&;list=RDqEaTUiRKOrM#MIX
http://youtu.be/nv7WQqJLru0

>>133
うそ？

★重要★あのCERNが敗北・・・我々の理論はCERNを超えた！

宇宙を構成する未知の新粒子が存在する可能性を示すデータが得られたことから、確認作業を進めていた
欧州合同原子核研究所（CERN、スイス）は5日、新粒子はほぼ存在しないとする解析結果を米シカゴで開催中
の国際会議で発表した。「新粒子らしい信号はたまたま現れただけ」と判断した。
　CERNは2012年に加速器LHCで、万物に重さを与えるヒッグス粒子を発見。
今回はそれに続く「世紀の発見」の期待が高まったが、ひとまずおあずけとなった。
しかし今回蓄積した大量のデータは将来の新粒子探しに活用でき、チームはさらに実験を進める。

未知の新粒子はなかった　欧州合同原子核研究所が解析
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>>34
フィールド・エフェクト・とらんじすたぁ