超高速グラフェントランジスタがシリコンに取って代わる可能性

グラフェンは今、注目を集めています。最近のノーベル賞受賞研究は、ほんの氷山の一角に過ぎません。世界中の研究者が、グラフェンの構造的・電気的特性を活用する方法を模索しています。グラフェンは人類が知る限り最も強力な材料であるだけでなく、電気機器への応用にも大きな可能性を秘めています。その優れた性能は、将来的にはシリコントランジスタに取って代わる可能性を秘めています。

原子1個分の厚さのハニカム結晶格子材料であるグラフェンは、超伝導体としての性質をはじめ、トランジスタに最適な様々な特性を備えています。シリコンを上回る超高速バリスティックグラフェントランジスタは既に開発されていますが、最近では3つの異なる動作モードを切り替えるグラフェントランジスタが開発されました。これは両極性として知られています。

従来、シリコントランジスタは1つのモードでしか動作できないため、同じ動作を行うにはグラフェントランジスタの3倍のチップ数が必要になります。グラフェントランジスタは、ライス大学の電気・コンピュータ工学教授であるカーティック・モハンラム氏と、カリフォルニア大学リバーサイド校の材料科学・工学教授であるアレクサンダー・バランディン氏によって設計・テストされました。これらのトランジスタは、シリコンよりもはるかに高速な論理回路を構築できるように設計されており、これまでに最速のシリコントランジスタの10倍の速度で動作するグラフェントランジスタをテストしています。

大学、インテル、IBM、その他の企業や機関で材料科学者やエンジニアが昼夜を問わず研究に取り組んでいることから、より優れた材料が近い将来シリコンに取って代わることは間違いありません。シリコンは高価な半金属であるため、グラフェンは将来、シリコンの1万倍の速度を持つ、より安価ではるかに優れたトランジスタとしてシリコンに取って代わるかもしれません。現在、グラフェンを大量かつ純粋な形で生産するのは少々困難ですが、実現は間近に迫っています。

[Technology Review経由 / 写真: FlickrのCORE-Materials、 クリエイティブ・コモンズに基づいて使用]