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   LastUpdate:2002/09/13





分子ナノテクノロジー 分子の能力をデバイス開発に活かす
/ 化学同人


ナノテクノロジーの最前線 アトムテクノロジーへの挑戦〈1〉ナノテクで原子分子を見る触る操る
/ 日経BP社



 

  
イントロダクション
HP社の分子コンピューティング
ロジックゲートのスイッチ分子、ロタキサン、カテナン
従来の半導体加工プロセスを省略した回路の作り方
小さな分子デバイスをどうやって「外の世界」につなぐか?
化学合成によって生じる欠損の耐性
分子コンピュータの現状

[最新事情の追跡 2002,2,13update]
リンク集

 
■HP社の示した分子コンピュータへのロードマップ
 - イントロダクション

HP社の提案した分子メモリをイメージしたもの。棒にリングが絡まった形をした分子はロタキサン(rotaxane)。ワイヤになっているのは、自己集合によって成長した希土類元素。

 ここ数年の間、年に一、二度のペースでヒューレット・パッカード(HP)社の分子コンピューティングに関する研究報告が、メディアで大々的に取り上げられている。最近のものでは2002年の9月に、64bitの分子メモリを作成したというものがある。もちろん半導体メモリと比べれば問題にもならないが、他の分子エレクトロニクスの研究と比べれば最高レベルにあると言える。

米HP、欧州で分子エレクトロニクスに関する研究成果を発表 - BizTech(2002)要登録
米HPとUCLA、分子エレクトロニクスで米特許取得 - 毎日キャリアナビ!(2002)
HP,分子レベル回路の実用化に向けた特許を取得
- ZDNet(2001)
分子コンピューター技術で大きな進歩
- Hotwired(1999)

 分子コンピュータは、現在のシリコンを基礎としたコンピュータとは異なり、分子それぞれの機能を最大限に利用したまったく新しい概念だ。わざわざ新しいコンピュータの概念が必要なのは、ムーアの法則に基づく現在の半導体産業が、いくつもの限界を迎えているためだ。

 ムーアの法則にしたがってデバイスが小さくなっていくということは、見方を変えれば、デバイス一つあたりの扱う電子の数が少なくなっていくということだ。そして一つのデバイスが扱う電子の数が数個程度になると(ムーアの法則によると2012年あたりにやってくる)、厄介な量子現象がいくつも顔を見せてくる。例えば、電子が染み出してしまう「トンネル効果」、物質の電気的な性質が変わってしまう「量子閉じこめ効果」、オームの法則が成り立たなくなる「クーロンブロッケイド」などがそうだ。どれも聞きなれない奇妙な現象(「メゾスコピック現象」)だが、逆にこの現象を利用しようというのが分子コンピューティングの概念の一つでもある。

 またチップ製造過程で、リソグラフィーのように複雑でコストのかかる現在の物理的方法から、ビーカーで混ぜるだけといったような単純で安価な化学的方法に移していこうというのも、分子コンピュータの概念の一つとして見逃せない。

 もちろん、現時点で分子コンピューティングに具体図があるわけでもなく、HP社以外にも異なったアプローチがいくつもある。最終的に分子デバイスからなる集積回路を現実的な方法で大量生産することを前提としたときに様々な課題が生じてくるのは間違いないが、そのうちのいくつかの解決策をHP社の研究は示唆しているように思われる。そこでHP社の研究を取り上げながら、分子コンピューティングの現状を見ていくことにしよう。




HP社の分子コンピューティング