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将来のプロセッサはレーザーを使えるか?新たな研究でそれが可能になる

将来のプロセッサはレーザーを使えるか?新たな研究でそれが可能になる
将来のプロセッサはレーザーを使えるか?新たな研究でそれが可能になる
シリコン表面に直接成長したナノレーザーの模式図(左)と様々な走査型電子顕微鏡画像を示します。この成果は、新たな種類の光電子チップの実現につながる可能性があります。[写真:コニー・チャン、ハスナイン・グループ]

プロセッサといえば、レーザーはまず思い浮かびませんが、カリフォルニア大学バークレー校の新たな開発がそれを変えるかもしれません。バークレー大学の研究者たちは、シリコン片上にナノレーザーを「成長」させる方法を考案しました。この開発は、新世代のプロセッサへの扉を開く可能性があると彼らは言っています。

光によるデータ伝送は、データのボトルネックを解消することでプロセッサを高速化する一つの方法と考えられています。この新技術は、シリコンが光を生成するのにそれほど向いていないという欠点を補います。これまで、科学者たちはシリコンといわゆる「III-V」(スリー・ファイブ)半導体材料を用いたチップの開発を試みてきましたが、このアプローチにも独自の問題があります。

主任研究者でカリフォルニア大学バークレー校大学院生のロジャー・チェン氏はプレスリリースで、「シリコン上にIII-V族半導体膜を成長させるのは、まるで2つの不揃いなパズルのピースを無理やり組み合わせるようなものです。不可能ではありませんが、その過程で材料が損傷を受けます」と述べています。

研究者たちは代わりに、シリコン上にインジウムガリウムヒ素でできた「ナノピラー」と呼ばれるナノテクノロジー構造を成長させた。これらのナノピラーは室温で近赤外レーザー光を生成することができた。

カリフォルニア大学バークレー校の研究者らが開発したナノピラーの独特な構造は、光を微小な体積内に強力に閉じ込め、波長以下のナノレーザーを可能にします。左と右上の画像は、ナノピラー内部で光が螺旋状に循環する様子を表す電界強度のシミュレーション結果です。右下は、単一のナノレーザーから発せられたレーザー光を撮影した実験用カメラ画像です。[写真:コニー・チャン、ハスナイン・グループ]

研究者らの報告書は「ネイチャーフォトニクス」誌に掲載される予定。

プロセッサはこの技術の用途の一つに過ぎず、研究者らは生化学センサーにも利用できる可能性があると述べている。

光伝送がデータ伝送手段として検討されるのは今回が初めてではありません。IntelはUSB 3.0の代替として、光を使ったデータ転送の可能性を模索してきました。私はナノテクノロジーの専門家ではありませんが、この開発は刺激的で、どのような成果が生まれるのか楽しみです。

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Otpoo

Health writer and researcher with expertise in evidence-based medicine and healthcare information.