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テクノロジー

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
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naturenature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。
  • by Anonymous Coward on 2020年08月26日 11時00分 (#3876780)

    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。

    ここに返信
  • by Anonymous Coward on 2020年08月26日 9時03分 (#3876692)

    でも製造コストがめちゃくちゃ高いんでしょ…

    ここに返信
    • by Anonymous Coward

      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。

    • by Anonymous Coward

      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?

    • by Anonymous Coward

      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?

      • by Anonymous Coward

        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?

  • by Anonymous Coward on 2020年08月26日 9時17分 (#3876704)

    > 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。

    ここに返信
    • by Anonymous Coward on 2020年08月26日 9時32分 (#3876712)

      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。

      • by Anonymous Coward

        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

        • by Anonymous Coward

          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

      • by Anonymous Coward

        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。

        • by Anonymous Coward

          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。

          • by Anonymous Coward

            「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。

            • by Anonymous Coward

              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。

              • by Anonymous Coward

                > 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。

              • by Anonymous Coward

                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。

              • by Anonymous Coward

                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

              • by Anonymous Coward

                > 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。

              • by Anonymous Coward

                なんかいかれてるような

        • by Anonymous Coward

          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。

          • by Anonymous Coward

            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。

      • by Anonymous Coward

        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

        • by Anonymous Coward

          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。

          • by Anonymous Coward on 2020年08月26日 13時10分 (#3876851)

            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。

            • by Anonymous Coward

              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。

          • by Anonymous Coward

            >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。

            • by Anonymous Coward

              論文書いたことないでしょう。

    • by Anonymous Coward

      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。

      • by nekopon (1483) on 2020年08月26日 10時15分 (#3876746) 日記
        半導体ダイオードでいう順方向電圧降下は(バンドギャップ由来なので)電流に対して電圧が割と一定です(電圧源に使えるほど)。これに対して電気抵抗は電流を変えると電圧が変わります。
        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。
        • by Anonymous Coward

          電波望遠鏡など超高感度電波受信機に使えるのでは?

        • by Anonymous Coward

          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。

  • by Anonymous Coward on 2020年08月26日 9時37分 (#3876718)

    '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……。

    ここに返信
    • by Anonymous Coward on 2020年08月26日 12時06分 (#3876817)

      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。

    • by Anonymous Coward

      確かに。というか、どうやって気づくんですか?

      • by Anonymous Coward

        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

  • by Anonymous Coward on 2020年08月26日 9時39分 (#3876721)

    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。

    ここに返信
  • by Anonymous Coward on 2020年08月26日 10時05分 (#3876739)

    悪魔が住み着いたんじゃ?

    ここに返信
  • by Anonymous Coward on 2020年08月26日 11時31分 (#3876797)

    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?

    ここに返信
    • by Anonymous Coward

      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?

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海軍に入るくらいなら海賊になった方がいい -- Steven Paul Jobs

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