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グリーン・ナノエレクトロニクスのコア技術開発
横山 直樹 研究者からのメッセージ 動画:00分37秒 研究内容の紹介 動画:04分41秒 人物紹介 動画:02分41秒 研究者へのホームページ
研究の進捗状況インタビュー
研究者からのメッセージ2010年度 研究内容の紹介2010年度

(1)Geトランジスタで世界最高レベルの電流値と正孔移動度を実現
画像 MOSトランジスタのチャネルを幅20nm程度のGe(ゲルマニウム)とし、更に歪を加えることで、従来のSi(シリコン)チャネルに比べて著しく高い正孔移動度が観測され、その結果、Geトランジスタとして世界最高レベルの電流値が得られました。この成果を用いることで、低電圧で動作する、消費電力の非常に低いLSIの実現が期待されます。

(2)300mmウェハ上に均一なグラフェンの成膜に成功
画像 新たなL S I 材料として期待されるグラフェンは、これまで大面積で均一に成膜することが困難でした。我々は成膜条件を最適化することで、直径300mmのウェハ上でも均一なグラフェン膜を形成することに成功しました。これにより、超低電力で動作するLSIを低コストで製造する道が開かれました。

(3)相変化メモリの研究から巨大磁気抵抗効果が出現
画像 GeTe/Sb2Te3超格子が、磁性材料を一切含まないにもかかわらず、巨大な磁気抵抗効果を発現することが見出されました。 磁場があるとき(青線)とないとき(赤、灰色線)では、ある電流での抵抗値が室温で2000%も変化しています。この効果を利用して、従来のハードディスクやフラッシュメモリを置き換える、全く新しい低消費電力メモリが実現できる可能性があります。

環境に優しいエレクトロニクスの構築

低炭素社会に向けて、また、情報社会の継続的な発展のため、LSIの消費電力を従来の1/10~1/100にする技術を開発します。他のプロジェクトとも連携して、次世代を担う若者の育成も目指します

グリーン・ナノエレクトロニクスのコア技術開発
世界のあらゆる情報を蓄積するデーターセンター、世界最高の情報処理能力を誇るペタフロップ級コンピューター、テラビット級伝送容量を持つ光ネットワークが現代の情報ネットワーク社会を支えています。しかし、これらを稼働するために、多大な電力を必要とするため、温暖化ガス放出量が多く地球環境を脅かす一因となっています。すなわち、人類の文化的生活を追求すると地球環境が破壊されるというジレンマに陥っているわけです。そこで、本プログラムでは、このジレンマを解決すべく、情報機器の基盤に用いるLSI(大規模集積回路)の消費電力を桁違いに低減する事を目的として、材料・構造・原理の面で新たな技術を駆使した低電圧動作CMOSやナノカーボン材料の開発による低抵抗配線、また配線層に集積可能なバックエンドデバイス(新材料不揮発性デバイス)の材料開発などを目指しています。実現すれば、例えばゼロエミッション電源のみで動作する各種情報機器の開発が可能となり、情報社会の継続的な発展が期待されます。


産官学の研究者を結集し、
LSIの消費電力低減に挑戦

日本の研究開発力低下、若者の理科離れが問題となっています。そこで、産官学(企業、官公庁、大学)の研究者を結集し、IT機器を構成する半導体LSIの消費電力を 1/10~1/100に低減するためのコア技術を開発、エレクトロニクス産業を活性化するための競争力の源泉としたいと考えています。さらに、つくばイノベーションアリーナ(TIA)の枠組みを使い、研究成果を産業応用に直結させるとともに、次世代を担う若者を育成していきたいと考えています。


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