2008年09月24日(水) 15時35分

ナノチューブでコンピューティング技術を革新（WIRED VISION）

カーボン・ナノチューブが誕生してから10年以上になるが、これまでのところ、研究開発の実験室とテニス・ラケット程度でしか使われていない。

しかしこのほど、異なる2つの研究者グループが、ナノチューブの形成、選別、配列における前進を示す報告書をそれぞれ発表した。カーボン・ナノチューブを電子機器で活用することに道を開くものだ。

カーボン・ナノチューブは非常に微細で、現代のマイクロチップで使用されている2つの基本的な材料(導体と半導体)に代用できる可能性があるため、電子工学研究者たちの関心を集めている。特に、電子機器用マイクロチップで採用されている現在の技術が物理的限界に達し始めていることから、関心はますます大きくなるばかりだ。

問題は、最近まで、ナノチューブの製造が「成り行き任せ」の作業だったということだ。必要とされる原料を混ぜ合わせ、ナノチューブ束を形成させて、出来上がったナノチューブ束を選別し確認する。金属ナノチューブだけ、あるいは半導体ナノチューブだけを選択的に形成する効果的な方法はなく、ナノチューブを規則的なパターンで並べることも大きな課題だった。こうした理由により、産業規模でナノチューブを使用することは、不可能と言ってもいいほど非現実的なことだった。

「アリは、体のサイズから言うと信じられないほどの力がある。だが、アリはそれぞれが勝手な方向に走り回るので、何か役立つ仕事に利用しようとする人はいない」と、米Intel社のコンポーネンツ・リサーチ担当ディレクターを務めるMike Mayberry氏は述べている(同氏は今回の研究には関与していない)。

米IBM社の研究者Donald S. Bethune氏と、日本電気(NEC)の飯島澄男氏が1993年、それぞれ独自に単層カーボンナノチューブの発見を発表して以来、順調とばかりは言えないながらも、この15年間ナノチューブの研究は進展してきた。

分子の特異構造としてのカーボン・ナノチューブは、常に大きな関心を引き起こした。個々のナノチューブは、結合した炭素原子の「シート」からなり、それが単層あるいは複層の筒状に丸くなっている。1つ1つの筒は、直径1ナノメートルあるいは2ナノメートル以下の細い単一の分子だが、複数になると長さ数センチメートル、つまり幅3000万倍にまで成長することが可能だ。幅3000万倍にまで成長とは、人間の毛髪に換算すれば、およそ2.4キロメートルにも達することになる。

さらに素晴らしいことに、この奇妙な炭素分子は、原子結合により互いに結びついているため、素晴らしい物理的強度を示す。また、独特の電気的特質も備えている。炭素分子のシートの巻き方によって、優れた導電体となる金属ナノチューブにもなれば、マイクロチップのロジックコンポーネントの有用な材料となる可能性を秘めた半導体ナノチューブにもなる。

電子デバイスと回路技術に関する国際会議『VLSIシンポジウム』において、スタンフォード大学の電子工学科に属するNishant Patil氏、Albert Lin氏、Edward R. Myers氏、H.-S. Philip Wong氏、Subhasish Mitra氏らが6月に発表した論文は、カーボン・ナノチューブをマイクロチップで使用できるよう、ナノチューブにある問題点の解消に取り組んだ内容だ。

大規模なチップ製造において実用性を持たせるためには、ナノチューブのコンポーネントを、既存のシリコンチップに統合する必要がある。あいにく、シリコン・ウエハ上で形成されるナノチューブは、無秩序に成長してしまう。研究者たちは、水晶ウエハの上でナノチューブを形成し、規則的な列状態に成長したナノチューブをシリコン・ウエハに移すことで、この問題に対応している。

(2)へ続く

http://headlines.yahoo.co.jp/hl?a=20080924-00000003-wvn-sci