ナノダイヤモンドトランジスタとハウス

ヴァンダービルト大学の電気技術者らは、標準的な半導体製造技術を使用して、ナノダイヤモンドの薄膜からトランジスタと論理ゲートを構築できるようになったと発表した。 ナノダイヤモンド トランジスタは、ダイヤモンド自体と同様に、温度や放射線に対して信じられないほど耐性があり、シリコンベースのトランジスタよりもスイッチングに必要な電力も少ないようです。

低品質の大量生産ダイヤモンドは、高圧と高温を使用して長年合成されてきました。 このようなプロセスでは制御がほとんどありません(新しいウィンドウで開きます)が、大量のダイヤモンドが生成されます。ダイヤモンドは砕かれて、石油ボーリングに使用されるような工業用強度のドリルビットを作るのに使用されます。または切削工具や研磨工具を作ることもできます。 しかし、最近、化学蒸着(新しいウィンドウで開きます) (CVD) を使用した高度に制御可能な技術が登場し、二酸化シリコンウェハー上にナノダイヤモンドの非常に薄い層を生成して電気回路を形成できる段階に来ています。 。 CVD は半導体メーカーによって広く使用されており、これは、ナノダイヤモンド集積回路がグラフェンやフォトニック集積回路よりも市場に近いことを意味します。

ナノダイヤモンド回路の最も重要な側面は、それが人類に知られている最も不活性で安定した物質の 1 つであるダイヤモンドから作られているという事実に由来します。 その結果、ヴァンダービルト大学の研究者らが作ったナノダイヤモンドデバイスは、最低-300°F（-184℃）、最高900°F（482℃）の温度でも動作することができ、放射線の影響もほとんど受けません。 これらの特性は、オーバークロックの可能性が飛躍的に高まることを意味するだけでなく、シリコン回路が現在非常に厳重にシールドされている必要がある宇宙環境でも非常にうまく動作することを意味します。

最後に、ナノダイヤモンド コンポーネントは、最先端のシリコン トランジスタ技術よりも消費電力が少なく、より高速なスイッチングが可能になる可能性があります。 信じられないかもしれませんが、ダイヤモンドは安定で不活性であるだけでなく、世界で最高の電子放出体でもあります。 これを、ヴァンダービルト社のナノダイヤモンド コンポーネントが真空内で動作する必要があり、電子がアノードからカソードへ信じられないほど速く効率的に移動するという事実と組み合わせます。 真空は、これらのナノダイヤモンドチップがアルゴンを充填したシリコンチップほど多くの熱を発生しないことも意味します。

最終的には、あらゆる点でシリコンベースの技術を上回るチップが誕生する。もちろん、これらのチップは標準的な製造技術を使用して製造できるため、研究者らはナノダイヤモンド部品がコストの面でも競争力があると確信している。

実際、唯一の問題はスケールです。走査型電子顕微鏡で撮影した上の画像では、トランジスタのサイズは約 500 ミクロン (500μm)、つまり 0.5 ミリメートルです。 一方、最新のプロセッサのトランジスタのサイズは約 50nm、つまり約 10,000 分の 1 です。 ナノダイヤモンド プロセッサを構築することは完全に実現可能ですが、10 億トランジスタのナノダイヤモンド プロセッサを収容 (!) するには、住宅サイズのマザーボードが必要になります。