最後のナノメータ問題: 光→電子変換の不効率を一挙に解消するグラフェン感光素子

われわれシロウトの知識では理解できない未来の科学技術を、本誌もときどき取り上げるが、今回のもその一つだ。それは、グラフェンによる感光素子(光センサ)。

高速なデータの多くが今は光ファイバのケーブルで送られるが、それにはつねに、“最後のナノメータ”という問題がつきまとい、最後には光信号を電子のパルスに換えなければならない。そのためには光検出器というものを使って光を検知し、信号の変換を行う〔光回路と電子回路がそれぞれ別〕。そこにグラフェンが登場するとどうなるか。

六角形が並んだ形の単層の炭素原子を使って、ウィーン工科大学の研究者たちは、光子を電子に変換するための超微細で超高速で超効率的な方法を作り出した。これまでの光検出器は大きくてかさばっているものが多いが、この方法では約1平方センチのチップが最大2万の入力を受け取れる。これならコンピュータは、メモリとのデータのやりとりを光で行えるし、メモリの、光で動作する“スイッチ”〔ビットの1←→0書き換えスイッチ〕も可能だ。一つのUSBポートで2万ポートのルータを使える、と考えてもよい。

“光を電気信号に換える素材はたくさんあるが、グラフェンは特別に速い”、と研究者の一人Thomas Müllerが、ニュース記事の中で言っている。“この技術はデータの長距離伝送に重要なだけでなく、コンピュータ内部のデータ伝送が光で行われることが、今後はますます重要になる”。

非常に特殊な変換技術だから、部品間が光で結ばれたPCが登場することはないだろう。でも大型のメインフレームなら、銅線による接続が光に換わるかもしれない。Ethernetやシリアルポートは、絶滅種になるのだろう。

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(翻訳:iwatani(a.k.a. hiwa))


米のシリコンバレーの後を継ぐのは欧のグラフェンバレーだ–EUが10億ユーロの研究助成金を提供

【抄訳】
Creative Commons by CORE-Materials<br />
http://www.flickr.com/photos/core-materials/5057399792/sizes/m/in/photostream/

EUの“政府機関”の一つである欧州委員会(European Commission, EC)は、グラフェンに関する研究プロジェクトを、大規模研究助成施策Future and Emerging Technologies(FET)(未来および最先端技術)の二つの最優秀プロジェクトの一つに認定した。今後10年にわたって、総額10億ユーロの研究助成金が授与される。これはECとしては過去最大の研究助成金施策だ。もう一つの最優秀研究プロジェクトは、人の脳のモデルを開発するプロジェクトである。

このグラフェン研究プロジェクトは、“この革命的な炭素系素材のユニークな特性を調べて利用方法を確立”することが目的で、厚さが原子一個ぶんというこの素材の物理的化学的性質を探究する。導電性が銅よりもはるかに大きく、鋼鉄の100〜300倍強く、また光学特性も特異であることが知られている。

そのほかの研究者たちはすでに、グラフェンによる電池容量の増大や、撥水性に着目している。しかしECの視野はもっと大きくて、それを“21世紀の驚異的素材”と位置づけている。情報通信技術においてシリコンをリプレースし、また同時に、20世紀におけるプラスチックのような重要性と遍在性を持つ、と期待しているのだ。

【中略】

FETの巨額助成金をもらうことになったこのグラフェン研究は、スウェーデンのChalmers University(チャルマース大学)のJari Kinaret教授が指揮し、100あまりの研究グループから成り、筆頭研究者136名の中にはノーベル賞受賞者もいる。

【中略】

ECの副理事長Neelie Kroesは記者会見で、この研究からヨーロッパに“グラフェンバレー”(graphene valley)が生まれることを期待する、と述べた。“それは、シリコンバレーの次の時代の、世界のテクノロジセンターである。グラフェンは、科学にまだ大きな未知と驚異が存在することを示している”。

先週はイギリスのCambridge University(ケンブリッジ大学)が2500万ポンドを投じてグラフェン研究センターを開設する、と発表した。こちらは、政府補助金のほかに、Nokia、Plastic Logic、Philips、Dyson、 BaE Systemsなどが研究資金を出す。

[画像出典: CORE-Materials, より。]

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(翻訳:iwatani(a.k.a. hiwa))