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米IBM、単一分子による論理回路を開発――カーボンナノチューブで実用化

2001年08月27日 20時48分更新

文● 編集部

日本アイ・ビー・エム(株)は27日、米IBM社が現地時間の26日、カーボンナノチューブを利用して単一分子内でロジック機能を実行できるコンピューターの基本回路を開発し、性能の実証に成功したと発表した。これはシカゴで開催中の全米化学会(American Chemical Society:ACS)第222回総会の“分子エレクトロニクス”シンポジウムで発表したもの。

同社は、4月にカーボンナノチューブ(CNT:炭素原子で作られた直径数nmのチューブ)を利用したトランジスター技術(CNTFET)を発表しており、今回の発表はそれに続き、カーボンナノチューブを利用して“電圧インバーター(voltage inverter)回路”(NOTゲート)を作成したもの。同社によれば世界で初めて分子内(intra-molecular)、つまり単一分子(single-molecule)の論理回路を形成したという。

青い線のように見えるのがカーボンナノチューブ
開発したCNTFETによる電圧インバーター回路の構造。青い線のように見えるのがカーボンナノチューブ

一般に、電圧インバーターを構成するには、“n型”の電界効果トランジスター(FET)と“p型”トランジスターを組み合わせる必要があるが、これまでカーボンナノチューブ・トランジスターには“p型”しか存在しなかった。同社では、真空中でp型トランジスターを加熱してn型トランジスターに変換できるとともに、トランジスターを空気にさらすことでp型トランジスターに戻せることを発見。さらに単一のp型ナノチューブの一部だけをn型に転換し、残りの部分をp型のままにしておく方法も発見した。これにより単一分子論理回路が形成できたという。また、実証した回路では、出力信号が入力信号より強くなっており(利得は1.6)、さらに複雑な回路を単一のナノチューブで構成できると可能性がある見ており、カーボンナノチューブ・トランジスターの性能の改善と、複雑な回路を形成する研究を進めているという。

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