京都大学、片方向のみ電気抵抗をゼロにできる超伝導ダイオード効果を持つ材料を発見 86
ストーリー by nagazou
すごい 部門より
すごい 部門より
京都大学の小野輝男教授らの研究チームは、一方向に電流が流れる場合のみ電気抵抗がゼロとなる「超伝導ダイオード効果」を初めて観測したそうだ（京都大学、nature、natureアジア、Engadget）。
現在使われているダイオードは半導体ダイオード中心だが、電気抵抗によってエネルギー損失が発生し、それにより発熱が起きている。このエネルギー損失をゼロにできれば、低消費電力で発熱の少ない回路が生み出せる。
今回、研究チームの開発した超伝導ダイオードは、ニオブ（Nb）層、バナジウム（V）層、タンタル（Ta）層から構成される人工超格子で実現されているという。通常のダイオードのように異なる素材を真ん中で接続するのではなく、複数の素材を繰り返し積層される形で⼈⼯的に作製された結晶格⼦が使われている。研究ではこの超伝導人工格子上で超伝導ダイオード効果が起きることが実証されたとしている。
現在使われているダイオードは半導体ダイオード中心だが、電気抵抗によってエネルギー損失が発生し、それにより発熱が起きている。このエネルギー損失をゼロにできれば、低消費電力で発熱の少ない回路が生み出せる。
今回、研究チームの開発した超伝導ダイオードは、ニオブ（Nb）層、バナジウム（V）層、タンタル（Ta）層から構成される人工超格子で実現されているという。通常のダイオードのように異なる素材を真ん中で接続するのではなく、複数の素材を繰り返し積層される形で⼈⼯的に作製された結晶格⼦が使われている。研究ではこの超伝導人工格子上で超伝導ダイオード効果が起きることが実証されたとしている。
ノーベル賞に値する? (スコア:1)
江崎玲於奈 [wikipedia.org]博士がトンネル効果を発見したのが32歳ごろ、ノーベル物理学賞受賞が48歳。
＃95歳でご存命なのか。
小野輝男 [wikipedia.org]教授は1967年生まれで53歳か。
今回の発見でオノダイオードとかできたら、ノーベル賞の目があるかな。
コスト (スコア:0)
でも製造コストがめちゃくちゃ高いんでしょ…
Re: (スコア:0)
運用コストに比べたらゴミみたいなもんでしょ。北極データセンターレベルなのかね。
Re: (スコア:0)
まさか常温で使えないのか
Re: (スコア:0)
常温で使えるなら、ついでに常温超伝導も発見、ってことになるから、そこは書かなくても分かるだろ、って事なのかな。
何度以下で発現するのかぐらいは書いて欲しいけど。
Re:コスト (スコア:2)
グラフ見たら、4.2Kとあるね。
リリース本文に書かないのがいやらしい。
Re:コスト (スコア:1)
…解散。
Re:コスト (スコア:1)
その磁界の方向で、ダイオードとしての向きが変わるらしいです
Re: (スコア:0)
多くの病院に普及しているMRIや超電導リニアでさえ液体ヘリウム温度で、液体窒素温度の実用化にすら至ってないのに常温とな？！
Re: (スコア:0)
じゃあ君が製造コストを下げる材料を発見すればいいんじゃないかな？
Re: (スコア:0)
何か原理的なネックを知っててそういうイチャモン付けてんの？
ソース無しの脊髄反射？
Re: (スコア:0)
別ツリーに詳しく書かれているように実用化までには多くのハードルがあるのは当たり前のことで、「お高いんでしょ」もそのうちの一つでしかない。
こんなお決まりのフレーズをイチャモンと受け取るのも脊髄反射じゃないかな？
損失の理由 (スコア:0)
> 現在使われているダイオードは半導体ダイオード中心だが、電気抵抗によってエネルギー損失が発生し、
エネルギー損失は電気抵抗由来も若干があるが、主には順方向電圧降下によるものじゃないかな？
それに4K程度の温度で現象が確認されても実用という点でどうなのだろう。「低消費電力で発熱の少ない回路が生み出せる」は決して嘘ではないだろうけど誤解を与えるよね。
Re:損失の理由 (スコア:1)
極めて実用的な研究だと思うけど。
製品化に至るまでには数多くのステップが必要なわけで、
それに貢献してるかどうかが研究の実用性・価値を決めるわけ。
最終ステップまで遠いから実用的でないなんて言い出すと製品化できる研究成果なんて生まれてこなくなる。
製品化に至るプロセスを、研究してる本人ですら説明できないような研究もあるし、
研究者が製品化を最初から諦めていて、
論文が書けさえすれば、学生が卒業できさえすればいいというような態度で研究してる人もいる。
そういうのは正直言って実用的な研究といえるのか疑問だな。
でももっと酷いのは、国立大の常勤の教授なのに研究そのものをやってないし、やる能力もないんだけど、
自分が研究室の人事権を握ってることをいいことに全部准教授以下に丸投げっていうクソ教員だけどな。
Re: (スコア:0)
ほんとこれ。いきなり高温で使えないとダメ研究とか言ったら超電導なんか全く進歩できない。
めちゃくちゃまっとうな研究だよな。
#クソ教員といえばやっぱり何しに来てるのかわからん天下り教授
Re: (スコア:0)
超電導って分野自体水銀の4.2Kからスタートしてますからね
そこから研究を重ねて現在の様々な実用機器につながってます
この研究成果については競合技術として半導体ダイオードが存在するので道のりは険しいですが、
液体窒素温度まで持ち上げられたら実用レベルになると思うので将来に期待したいところです
Re: (スコア:0)
まっとうな研究ではあるが、実用的な研究？それは盛り過ぎじゃない？
研究は研究で尊いし、研究しなければ何も始まらない。
だけど、そういう研究を実用的とか実用間近を装うとかをやるヤツがいるでしょ？
盛っちゃうヤツ。スラドにも居るし、研究者にも居る。そういうのにはもうウンザリなんだわ。
Re: (スコア:0)
例えば食べ物を提供するという目的で考えると、
スーパーで惣菜を売るのは「実用的」だけど、
農家の人が畑に種をまくのは「実用的」じゃないと言いたいわけね。
Re: (スコア:0)
「直ぐに食べられる食品を提供します」の行為が、「スーパーで惣菜を売る」ならその通り、問題無いだろうね。
だが「農家の人が畑に種をまく」だとしたら、それは詐欺まがいの行為で、色々問題だろうね。
Re: (スコア:0)
実用という言葉の意味は「実際に役立つこと、普段の生活に利用可能であること」であって、
最終的な成果を今すぐ享受できる状態にあるという意味ではないでしょう。
そういうおいしいところだけ頂こうみたいな考え方がシステムを破壊する。
Re: (スコア:0)
> 実用という言葉の意味は「実際に役立つこと、普段の生活に利用可能であること」であって、最終的な成果を今すぐ享受できる状態にあるという意味ではないでしょう。
「実際に役立つこと、普段の生活に利用可能であること」であって「最終的な成果を今すぐ享受できる状態にある」訳ではない？何か妙な言い方ですが、目処位は立っているんでしょうね、「実際に役立つこと、普段の生活に利用可能であること」と言うなら。
では、例えばSiやSiCのフライホイールダイオードをこの超電導ダイオードに置き換えられるのは何時でしょう。１年後ですか？10年後ですか？小野輝男先生はどう言っています？
多分ね、先生は実用なんて事を言ってはいないでしょう。言っても「エネルギー損失の極めて小さい電子回路の実現へ貢献することが期待されます」程度ですな。先生とは無関係の野次馬の馬鹿が勝手に「低消費電力で発熱の少ない回路が生み出せる」とか言ってるんでしょう。目処が立っていないものを「実用」というのは詐欺的ですな。先生はえらい迷惑。
Re: (スコア:0)
研究に対して目処が立っているかどうかを問題視するっていかにも官僚が好きそうな考え方ですな。
企業で開発する新製品が売れるかどうかだって製品が出来て売ってみないと分からないでしょうに。
「この製品を開発して売ったらいくら利益が出るか目処が立っているのか」みたいなこと言うんでしょうね。
目処が立つような製品ばかり作るからだんだん競争力がなくなっていくって言っても分からないんでしょうな。
Re: (スコア:0)
あなたの「実用的」という言葉の意味の理解が間違ってるだけです
Re: (スコア:0)
> あなたの「実用的」という言葉の意味の理解が間違ってるだけです
GOO
じつよう‐てき【実用的】 の解説
［形動］実際の用に適するさま。実際に役に立つさま。
新しい辞書が必要みたいですな。実用に供する当てのない「実用的な研究」とはこれいかに。
Re: (スコア:0)
なんかいかれてるような
Re: (スコア:0)
盛らないと金もらえないし。
大学の研究室の教授が、これはもう傍から見てても大丈夫かと思うほどに風呂敷広げまくりで、
え？おれの研究めっちゃすごない？と錯覚してしまうぐらいに盛る人だったが、
明らかに他の研究室より資金は潤沢で、同級生からもおまえのとこの研究室は金あっていいよなと言われてた。
研究室のトップの鏡。ああでなくてはならない。
Re: (スコア:0)
資金がある＝研究で良い成果を出している、ということではない。
大した成果が出ているようには見えないが資金を取ってくるのはやたらとうまい研究者ってのはたまにいる。
そもそも研究分野によっては必ずしも資金が必要というわけではない。特に今年は出張行かなくていいから。
一方で、「研究成果は金で買える」なんて言ってる分野もある。
Re: (スコア:0)
極めて実用的な研究だと思うけど。
製品化に至るまでには数多くのステップが必要なわけで、
それに貢献してるかどうかが研究の実用性・価値を決めるわけ。
最終ステップまで遠いから実用的でないなんて言い出すと製品化できる研究成果なんて生まれてこなくなる。
は同意。
製品化に至るプロセスを、研究してる本人ですら説明できないような研究もあるし、
研究者が製品化を最初から諦めていて、
論文が書けさえすれば、学生が卒業できさえすればいいというような態度で研究
Re: (スコア:0)
実用的な研究でなければならない、という方が疑問です。
自分の金で研究するなら実用性なくてもいいと思うけど。
国公立の大学・研究機関のなら、出資者の一般市民にとって有用な研究をするのは当たり前じゃない？
実用性を誰がどう判断するのかが難しいってのが問題だけど、
それは査読論文がちゃんとしたジャーナルに採録になるということで代替するわけ。
Re:損失の理由 (スコア:1)
税金でやるからこそ、実用的かどうかわからない研究をやるものなんじゃないかな、と思う今日この頃。
出資者にとって有用と分かっているなら、営利企業がお金を集められるから、そこがやればよろしい。でも、それだけだと将来のブレークスルーには足りないから、回収可能性が分からない研究は公費で行わないと、だれもやらなくなっちゃう。
相対性理論や量子力学の研究は20世紀初頭に始まりましたが、「一般市民にとって有用」と分かっていた研究者は当時はたぶん誰もいなかったと思う。でもそれが、20世紀の原子力産業やエレクトロニクス産業を支える大きな柱になった。もちろん、同時並行で実用にならなかった研究もあったんだろうけど。
Re: (スコア:0)
物理とか化学とか、昔からサイエンスの花形の学問じゃないですか。
それを「一般市民にとって有用」と分かっていた研究者は当時はたぶん誰もいなかったって、それはないでしょう。
相対性理論は普通に論文になってるし。
Re: (スコア:0)
>出資者の一般市民にとって有用な研究をするのは当たり前じゃない？
そんなこと考えながらやってる研究者おるの？
いやまぁいることはいるのだろうし、インタビューで聞かれてたらそう答えただろうけど、1mmも思ってなかったね。
Re: (スコア:0)
論文書いたことないでしょう。
Re: (スコア:0)
あんまり詳しくないけど、順方向電圧降下と電気抵抗は同じもののことを言ってるのではないの？
部門名にもあるけど、インバーター全盛の今、順方向電圧降下のないバリアダイオードは”すごい”ぞ。
別にこれができても俺の収入が増えるわけじゃないだろうけど、すごい。
Re:損失の理由 (スコア:2)
んで今回のブツは、電流の方向に対して「臨界電流が変わる!」というもの。なので電気抵抗が変わる、というのもやや違う気がします。大電流が流せるとは(あまり)思えないので、どちらかというとIC内部のスイッチング向けかなあと。
Re: (スコア:0)
電波望遠鏡など超高感度電波受信機に使えるのでは？
Re: (スコア:0)
あるいは、順方向電圧降下はしっかり残ってて、電気抵抗がゼロになるものだったり。
つまり、電気抵抗によるエネルギーロスは無いけど、順方向電圧降下で死ぬほどエネルギーロスするものとか。イミネー。
電源回路で順方向電圧降下（＋抵抗）によるエネルギーロスを低くしたいなら、同期整流という技術があるしね。
常温超電導でこの超電導ダイオードが出来るなら実用的に素晴らしいけど、4Kとか盛大に温度を下げないと使えないなら実用性は皆無かな。
Re:損失の理由 (スコア:1)
康煕部首 (スコア:0)
'⼈'(U+2F08)、'⼯'(U+2F06)、'⼦'(U+2F26)のように、ストーリー中に所々康煕部首 [wikipedia.org]文字が含まれているのはなぜなんだろう。
普通に文字入力したらこんな文字が混入するはずないと思うんだけど、どんな入力方法を使っているのか……。
Re:康煕部首 (スコア:1)
京大のページにあるPDFでそもそも化けてるね。
WindowsのFirefox + メイリオや游ゴシック（一部の漢字と康煕部首が同じGIDを持つ）をPDFにすると化ける。
このPDFはMacのQuartz PDFContextで作られてる。
游ゴシックを使ってるんでQuartz PDFContextがFirefoxと似たような問題を抱えてるんだろう。
Re: (スコア:0)
確かに。というか、どうやって気づくんですか？
Re: (スコア:0)
カバーされてないフォントが優先だと、そこだけフォントが違う
温度はいかほど (スコア:0)
リンク先を見に行って読み落としているかもしれないけど、何度で超伝導するんだろう。
常温だったらそっちの方で話題にするかな。
うんと冷やさなきゃならないとして、絶縁側では発熱するだろうから普通の低温超伝導より冷却は大変そう。
Re:温度はいかほど (スコア:1)
Re:温度はいかほど (スコア:2)
ちょっと違うよ！
実験結果だと4.4 Kですね，Nbが9.2 Kぐらいなんで，薄膜＆構造化してちょっと下がってる感じでしょうか．
4.2 Kなのはメインの測定を行っている温度です．転移温度よりちょっと下げないと弱すぎる電流や磁場で常伝導になっちゃうから下げてる＆液体Heジャボ漬けで実験できるんで温度安定性が良いのでこの温度，という感じでしょうか．
#あとは温度下げすぎて超伝導状態が安定化しすぎると逆方向に流しても常伝導にならない，とかあたりか．
Re:温度はいかほど (スコア:1)
4200度かあ
Re:温度はいかほど (スコア:1)
まさか、これは、マクスウェルの (スコア:0, オフトピック)
悪魔が住み着いたんじゃ?
あれ、『マクスウェルの悪魔』できちゃった？ (スコア:0)
これで仕切ると、片側だけ勝手に電圧が高くなっていく、「放っておいても勝手に充電される電池」出来ない？
まあ普通の環境では、このダイオードの超電導の維持にエネルギー使うから永久機関は無理だけど、
周囲が極低温の環境だと本当に悪魔が誕生しちゃうのかな？
Re: (スコア:0)
空気分子のより分けだと統計的に圧力が高くても分子間は真空だから
悪魔は真空の部分を狙って低圧側から分子を突っ込ませることができるけど、
電圧に逆らって電流を流すことはさすがに無理では？