1: リキラリアット(WiMAX) 2014/01/19(日) 12:06:35.89 ID:C+cKiEsB0 BE:4619463269-PLT(12001) ポイント特典
東北大学は、グラフェンを用いたデバイスの動作時における、相対論的量子力学に起因して発現する多体効果のナノスケール制御に成功したと発表した。
同成果は、同大 電気通信研究所の吹留博一准教授らによるもの。高輝度光科学研究センター、東京大学大学院工学研究科、東北大学 学際科学フロンティア研究所と共同で行われた。詳細は、「Scientific Reports」に掲載された。
蜂の巣状に配列した炭素原子からなるグラフェンは、直線的なバンド構造を有しており、グラフェン中の荷電キャリアは、シリコンなどのデバイス材料が従う量子力学ではなく、相対論的量子力学に従い、シリコンの100倍以上のキャリア移動度を有するなど、優れた電子・光物性を持っている。しかし、グラフェンを用いたデバイス、例えば、トランジスタの特性は、その理論値から予想される値を下回っている。
その大きな理由の1つとして、デバイスプロセスの未成熟さが挙げられる。さらに、もう1つの理由として、多体効果が挙げられる。
多体効果とは、多くの素粒子(電子・正孔など)間に働く相互作用を指す。その一例として、クーロン力により束縛された電子-正孔対(励起子)に働く相互作用(励起子効果)が挙げられる。多体効果は、グラフェン中のキャリアが相対論的量子力学に従うために顕著となる。
このことから、多体効果を無視した場合には一直線となるバンド構造に、多体効果に起因した折れ曲がりなどが生じ得ることになる。
このため、グラフェンの優れた物性、例えば、キャリア移動度は、多体効果により変調を受ける可能性がある。多体効果はグラフェンを用いた光デバイスや高速電子デバイスの特性を変化させると予想される。
【画像】
http://news.mynavi.jp/news/2014/01/17/350/images/001l.jpg
グラフェンの直線的なバンド分散構造
http://news.mynavi.jp/news/2014/01/17/350/index.html
(続く)
同成果は、同大 電気通信研究所の吹留博一准教授らによるもの。高輝度光科学研究センター、東京大学大学院工学研究科、東北大学 学際科学フロンティア研究所と共同で行われた。詳細は、「Scientific Reports」に掲載された。
蜂の巣状に配列した炭素原子からなるグラフェンは、直線的なバンド構造を有しており、グラフェン中の荷電キャリアは、シリコンなどのデバイス材料が従う量子力学ではなく、相対論的量子力学に従い、シリコンの100倍以上のキャリア移動度を有するなど、優れた電子・光物性を持っている。しかし、グラフェンを用いたデバイス、例えば、トランジスタの特性は、その理論値から予想される値を下回っている。
その大きな理由の1つとして、デバイスプロセスの未成熟さが挙げられる。さらに、もう1つの理由として、多体効果が挙げられる。
多体効果とは、多くの素粒子(電子・正孔など)間に働く相互作用を指す。その一例として、クーロン力により束縛された電子-正孔対(励起子)に働く相互作用(励起子効果)が挙げられる。多体効果は、グラフェン中のキャリアが相対論的量子力学に従うために顕著となる。
このことから、多体効果を無視した場合には一直線となるバンド構造に、多体効果に起因した折れ曲がりなどが生じ得ることになる。
このため、グラフェンの優れた物性、例えば、キャリア移動度は、多体効果により変調を受ける可能性がある。多体効果はグラフェンを用いた光デバイスや高速電子デバイスの特性を変化させると予想される。
【画像】
http://news.mynavi.jp/news/2014/01/17/350/images/001l.jpg
グラフェンの直線的なバンド分散構造
http://news.mynavi.jp/news/2014/01/17/350/index.html
(続く)
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2: リキラリアット(WiMAX) 2014/01/19(日) 12:07:08.65 ID:C+cKiEsB0 BE:1796458537-PLT(12001)
研究グループでは、大型放射光施設SPring-8のBL17SUに設置されている光電子顕微鏡を用いて、実際のグラフェンを用いたトランジスタの動作に近い状態(ゲート電圧印加下)での、グラフェンの電子状態をナノスケールで調べ、2つの多体効果を調査した。
1つは励起子効果で、クーロン引力により結び付けられた電子とX線照射により瞬間的に生成する内殻正孔のペアに働く相互作用。もう1つは、アンダーソン直交性崩壊で、X線照射により瞬間的に生成する内殻正孔により周りの電子状態をかき乱す相互作用である。
【画像】
http://news.mynavi.jp/news/2014/01/17/350/images/002l.jpg
今回の実験の概略
この光電子顕微鏡による観察から、グラフェン中の電子は、多体効果を顕著に受けることが明らかとなり、しかも、その多体効果の大きさが、グラフェントランジスタの基本動作パラメータであるゲート電圧の値により変化することが明らかとなった。この結果は、ゲート電圧印加により変調されるフェルミ準位で決まる荷電キャリア(電子もしくは正孔)密度により、多体効果の大きさが決定されることを意味する。
また、分子軌道の性格により、この多体効果を受けやすさが異なることが明らかとなった。具体的には、グラフェン中の電気伝導に直接関わるπ軌道は、多体効果を受けやすく、グラフェン中の炭素原子を結び付ける骨格であるσ軌道は、多体効果を受けにくいという。
さらに、グラフェンと電極間界面において、この多体効果を調べた。その結果、グラフェンと金属電極間に生じる電荷移動により、多体効果がこの界面近傍でナノスケールで変化していることが明らかとなった。
【画像】
http://news.mynavi.jp/news/2014/01/17/350/images/003l.jpg
多体効果とフェルミ準位の関係
これらの結果から、グラフェン中の電子は従来考えられていたような単純な振る舞いをするのではなく、ゲート電圧や金属電極との界面により変調される電子の個数(フェルミ準位)や分子軌道の種類に依存する多体効果によって、その振る舞いが制御可能であることを明らかになった。
この知見は、グラフェンを用いた光デバイスや高速電子デバイスの特性を最適化させる際に極めて有用なものであるとコメントしている。
(終)
1つは励起子効果で、クーロン引力により結び付けられた電子とX線照射により瞬間的に生成する内殻正孔のペアに働く相互作用。もう1つは、アンダーソン直交性崩壊で、X線照射により瞬間的に生成する内殻正孔により周りの電子状態をかき乱す相互作用である。
【画像】
http://news.mynavi.jp/news/2014/01/17/350/images/002l.jpg
今回の実験の概略
この光電子顕微鏡による観察から、グラフェン中の電子は、多体効果を顕著に受けることが明らかとなり、しかも、その多体効果の大きさが、グラフェントランジスタの基本動作パラメータであるゲート電圧の値により変化することが明らかとなった。この結果は、ゲート電圧印加により変調されるフェルミ準位で決まる荷電キャリア(電子もしくは正孔)密度により、多体効果の大きさが決定されることを意味する。
また、分子軌道の性格により、この多体効果を受けやすさが異なることが明らかとなった。具体的には、グラフェン中の電気伝導に直接関わるπ軌道は、多体効果を受けやすく、グラフェン中の炭素原子を結び付ける骨格であるσ軌道は、多体効果を受けにくいという。
さらに、グラフェンと電極間界面において、この多体効果を調べた。その結果、グラフェンと金属電極間に生じる電荷移動により、多体効果がこの界面近傍でナノスケールで変化していることが明らかとなった。
【画像】
http://news.mynavi.jp/news/2014/01/17/350/images/003l.jpg
多体効果とフェルミ準位の関係
これらの結果から、グラフェン中の電子は従来考えられていたような単純な振る舞いをするのではなく、ゲート電圧や金属電極との界面により変調される電子の個数(フェルミ準位)や分子軌道の種類に依存する多体効果によって、その振る舞いが制御可能であることを明らかになった。
この知見は、グラフェンを用いた光デバイスや高速電子デバイスの特性を最適化させる際に極めて有用なものであるとコメントしている。
(終)
4: マシンガンチョップ(東日本) 2014/01/19(日) 12:10:55.19 ID:gEjqWz65P
日本語でお毛
7: 稲妻レッグラリアット(dion軍) 2014/01/19(日) 12:14:04.44 ID:icnk+1gF0
あーなるほど。なんとなくそんな気がしてたんだよね>グラフェン
8: スパイダージャーマン(やわらか銀行) 2014/01/19(日) 12:14:41.04 ID:0EVeMcGRP
昨日怖い夢を見たのはこのせいか
10: リバースネックブリーカー(WiMAX) 2014/01/19(日) 12:18:04.27 ID:g+/+h1Nu0
場の量子論じゃなく相対論的量子力学なんだ
そっちのが簡単なのはわかるけどイマイチ使い分け方が分からんわ
そっちのが簡単なのはわかるけどイマイチ使い分け方が分からんわ
30: バックドロップホールド(チベット自治区) 2014/01/19(日) 12:53:27.48 ID:v8fS4lXo0
>>10
使うとか何言ってんだお前?
感じるんだよ
使うとか何言ってんだお前?
感じるんだよ
14: ニーリフト(関東・甲信越) 2014/01/19(日) 12:28:32.52 ID:l2+ftn3KO
完成したら通信速度が段違いになるって事?
17: 雪崩式ブレーンバスター(栃木県) 2014/01/19(日) 12:32:33.40 ID:mGPa1O6j0
電子・正孔って素粒子か?
35: 河津落とし(WiMAX) 2014/01/19(日) 16:39:00.83 ID:OzdDceX90
>>17
電子は素粒子だが、正孔は電子が抜けた穴のことだからなあ
電子は素粒子だが、正孔は電子が抜けた穴のことだからなあ
19: リキラリアット(禿) 2014/01/19(日) 12:34:29.47 ID:jzjMDw2si
それ、前から言われてたよね。俺が言ってただけかもしれないが。
やっと確認できたんだ、ふーんった感じ。
やっと確認できたんだ、ふーんった感じ。
22: グロリア(愛知県) 2014/01/19(日) 12:38:39.09 ID:jAtoo4A10
ワザと分かりにく説明してるんだよな、そうだよな
26: ミラノ作 どどんスズスロウン(新疆ウイグル自治区) 2014/01/19(日) 12:46:30.46 ID:tnPtLYWR0
これは何の究極呪文なんだ?
27: キン肉バスター(東京都) 2014/01/19(日) 12:47:01.06 ID:A8PhFTQU0
バンド構造とか固体力学とか意味不明なまま単位とったな……
32: 雪崩式ブレーンバスター(やわらか銀行) 2014/01/19(日) 13:25:10.64 ID:uzmT4vIU0
かぜ薬の解説っぽい画像だな
36: マシンガンチョップ(大阪府) 2014/01/19(日) 16:48:10.18 ID:XDzrjwyu0
つまりグロビュール歪曲はオルバース界面のおける局地的なカロリック流動によるドカターク作用が原因って事か
引用元: ・東北大、グラフェンデバイス動作時に相対論的量子力学に起因し発現する多体効果のナノスケール制御に成功
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コメント
コメント一覧
正孔というのは電子の消滅したあとの状態で
正電化を帯びてると考えられてる。プラスの電子だな。
そこんとこは結論として日本語だから分かってるんだ。
グラフェンデバイス動作時ってのがそもそも何を意味してるのよ。
グラフェンを用いたデバイスの動作している時という意味だ。
グラフェンって何よ。デバイスって何よ。
どうも専門用語だからこの世界では誰でも知ってるものなんだろうな。
俺たちは門外漢なんだから知らないだけなんだろうな。
というのもこの文章の中にはグラフェンが何かという説明は入ってない。
従って知ってて当たり前の連中の中で使われている言葉なんだろう。
だろう?
どういう世界の連中かというとだな、それは書いてあるわけさ。
>>同成果は、同大 電気通信研究所の吹留博一准教授らによるもの。高輝度光科学研究センター、東京大学大学院工学研究科、東北大学 学際科学フロンティア研究所と共同で行われた。
電気通信の世界なんだな。
くふふ。
グラフェンについてもヒントは書いてあるな。
>>蜂の巣状に配列した炭素原子からなるグラフェン
これは蜂の巣状に炭素原子が配列されている結晶構造のことをグラフェンというと
読み替えるとグラフェンとは何かという問いに対する答えになるのかな?
グラファイトって繊維があるだろう。炭素繊維でそれを軸に巻きつけて樹脂塗料で塗り固めて
釣竿なんかを造ってるでしょ。
持ってるよ、俺。シマノ 普天元 独歩。
それにグラフェンというのは炭素繊維みたいに多層構造になってなくて
もっとシンプルな純結晶みたいだぜ。
そこがわからない。
デバイスって通常の意味は装置ってことだから通信の何らかの装置なんだろうよ。
な?
でもデバイスプロセスの未成熟さなんていわれるとデバイスの意味ちょっとずれてない?
概念されてるんじゃないの。普通のコンピューター用語としての、マウスやモニターの意味の
デバイスじゃなさそうね。
つまりこの記事を書いた記者が説明をちゃんと理解できたかどうかということを
疑っておいたほうがいいでしょう。
グラフェンは5角形の格子状の網なんで視覚的には帯だからバンド状だけど
バンド構造というのは又専門用語で電子の取りうるエネルギーの分布が帯の中に限定される構造を
言うらしいんだけどチンブンカンプンなんで言葉から来る直覚的なイメージを結びつけて文章を
構成してる恐れがあるな。
俺わかんないことが世界中に沢山あるっての大好き。
分かんないことに埋もれて死にたいね。
分かることって詰まんない。
なかなか先に理解が進まないねえ。引っかかってる場所ってここでしょ。
>>蜂の巣状に配列した炭素原子からなるグラフェンは、直線的なバンド構造を有しており、グラフェン中の荷電キャリアは、シリコンなどのデバイス材料が従う量子力学ではなく、相対論的量子力学に従い、シリコンの100倍以上のキャリア移動度を有するなど、優れた電子・光物性を持っている。しかし、グラフェンを用いたデバイス、例えば、トランジスタの特性は、その理論値から予想される値を下回っている。
その大きな理由の1つとして、デバイスプロセスの未成熟さが挙げられる。さらに、もう1つの理由として、多体効果が挙げられる。
1.蜂の巣状に配列した炭素原子からなるグラフェン
2.直線的なバンド構造を有している
3.グラフェン中の荷電キャリアは、シリコンなどのデバイス材料が従う量子力学ではなく、
相対論的量子力学に従う
4.シリコンの100倍以上のキャリア移動度を有する
5.優れた電子・光物性を持っている
6.グラフェンを用いたデバイス、例えば、トランジスタ
7.トランジスタの特性は、その理論値から予想される値を下回っている
8.その大きな理由の1つとして、デバイスプロセスの未成熟さが挙げられる
9.もう1つの理由として、多体効果が挙げられる。
構造上自然に筒状に丸まっちまうんだな。五角形の金網が丸めて売ってるのと同じだね。
アレは特に丸めなくても5角形の網は自然に丸まるのね。逆に広げようとしても自然には
なかなか広がらない。
2のそれが直線的なバンド構造を持っているというところは理解するのにちょっと相当な
基礎知識が必要みたいだな。
じゃあ2は飛ばして3に行こう。
シリコンの電荷の移動は量子力学のみによって説明が可能だけど
グラフェンの電荷移動の仕組みの説明はディラックの相対論的量子力学によってしか
説明できないということを言ってるんでしょ。
相対論的波動方程式というのが20世紀の後半に提唱されたディラックの独創なんだということを
素人にまず説明しとかないと主題が不明確になっちまうよな。
グラフェンはシリコンの100倍以上の電荷輸送能力を持つってことで
5は実用的観点からそれが優れた能力なんだということをいってるんじゃないの。
理論物理学では同じように説明するけど、応用だと電線と光ケーブルとでは
まるで違うものだから電子の形になってるのと光の形になってるものとを
区別しながらも本質は一緒ってとこで電子・光物性と言ってるんじゃないの。
なんか記事の説明もあいまいだな。君の理解と同じように。
でも、まあいいや。
次はどうなの?
トランジスタなんだということをいってるんでしょうよ。
そのが何を指すのか曖昧になっちまったのかなあ。
この当たり俺たち同様に記者がイラッてしてんのがわかってほほえましいな。
トランジスタの電荷キャリア性能の量子論的に計算した数値より実験で得られた数値が下回るということを
いいたいんだろうねえ。
その原因がデバイス特性の未成熟と多体効果の二つなんだと、、、
イライラ、イライラって脳波が出まくってるな。
デバイスプロセスの未成熟というのは、半導体デバイスプロセスという言葉もあるんで、
要するに原材料からデバイスを製造してくるプロセスがまだ十分な完成度に
達してないって意味なんじゃないかな。出来上がったトランジスタの純度が低いみたいな意味でしょ。
良くわかんないけど。でもここは主題じゃないから良しとしといてよ。
よきひとの よしのよくみて よしといいし よしのよくみよ よきひとよくみつ
壬申の乱かい。
今田母神が挙兵してるな。
くふふ。
>>多体効果とは、多くの素粒子(電子・正孔など)間に働く相互作用を指す。その一例として、クーロン力により束縛された電子-正孔対(励起子)に働く相互作用(励起子効果)が挙げられる。多体効果は、グラフェン中のキャリアが相対論的量子力学に従うために顕著となる。
このことから、多体効果を無視した場合には一直線となるバンド構造に、多体効果に起因した折れ曲がりなどが生じ得ることになる。
このため、グラフェンの優れた物性、例えば、キャリア移動度は、多体効果により変調を受ける可能性がある。多体効果はグラフェンを用いた光デバイスや高速電子デバイスの特性を変化させると予想される。
1.多体効果とは、多くの素粒子(電子・正孔など)間に働く相互作用を指す。
2.その一例として、クーロン力により束縛された電子-正孔対(励起子)に働く相互作用(励起子効果)が挙げられる。
3.多体効果は、グラフェン中のキャリアが相対論的量子力学に従うために顕著となる。
4.このことから、多体効果を無視した場合には一直線となるバンド構造に、多体効果に起因した折れ曲がりなどが生じ得ることになる。
5.このため、グラフェンの優れた物性、例えば、キャリア移動度は、多体効果により変調を受ける可能性がある。
6.多体効果はグラフェンを用いた光デバイスや高速電子デバイスの特性を変化させると予想される。
レプトン、クオーク、ボソンと挙げていくんだからこの説明は素粒子の説明としては特殊な説明だよね。
ディラックは真空を電磁波で乱すと電子と陽電子が対生成されると考えてるんだよ。
陽電子はプラス電荷を持つ電子で最初空孔と表現された。原子核内の陽子とは違うんだよ。
後に存在が実証されて陽電子と名づけられたけど、この理論的存在予言を
行ったのがディラックの相対論的量子力学なのよ。
それで電磁波が真空をかき回すときの電子と陽電子との間に働きあう力の関係を
多体効果というのね。
2の一例っていうけど励起子効果が今回の主題じゃないの?
でも、3も同じこと繰り返してるよね。
前回飛ばしたとこ。やっぱり基礎知識がないと無理か?
あるバンド領域の中に制約されるという程度の理解でよければ余り深入りしなくて済むかな。
一直線ってのは多分シーケンシャルという意味でエネルギーの強さの段階が飛び飛びの値ではなくて
直線上に連続的に並ぶということでしょう。逆にアインシュタインの光電効果というのは
飛び飛びの値を持つ。そういうのではないよってことでしょ。
それが多体効果で連続的ななだらかな値を乱されるということか。
なるほど。
5も6もそれを言ってるのね。重複しながら、、、
内心思ってるんだけど、聞いてる記者がディラックしらないもんで、説明の中の何が凄いの
か分からないって事みたいだなどうやら。門外漢と玄人の間で良く起こりがちな齟齬だね。
してきだしたんだが、、、
>>研究グループでは、大型放射光施設SPring-8のBL17SUに設置されている光電子顕微鏡を用いて、実際のグラフェンを用いたトランジスタの動作に近い状態(ゲート電圧印加下)での、グラフェンの電子状態をナノスケールで調べ、2つの多体効果を調査した。
1つは励起子効果で、クーロン引力により結び付けられた電子とX線照射により瞬間的に生成する内殻正孔のペアに働く相互作用。もう1つは、アンダーソン直交性崩壊で、X線照射により瞬間的に生成する内殻正孔により周りの電子状態をかき乱す相互作用である。
物質の中や表面の原子の周りにある電子の変化を読み取って
その性質を分析する装置だよ。ドイツが進んでるみたい。
日本製ないみたいよ。
多体効果ひとつじゃないってのここでアンダーソン直交性崩壊っての挙げられてるな。
だんだん分かってきた気分になったな。
>>
この光電子顕微鏡による観察から、グラフェン中の電子は、多体効果を顕著に受けることが明らかとなり、しかも、その多体効果の大きさが、グラフェントランジスタの基本動作パラメータであるゲート電圧の値により変化することが明らかとなった。この結果は、ゲート電圧印加により変調されるフェルミ準位で決まる荷電キャリア(電子もしくは正孔)密度により、多体効果の大きさが決定されることを意味する。
また、分子軌道の性格により、この多体効果を受けやすさが異なることが明らかとなった。具体的には、グラフェン中の電気伝導に直接関わるπ軌道は、多体効果を受けやすく、グラフェン中の炭素原子を結び付ける骨格であるσ軌道は、多体効果を受けにくいという。
説明頼む。
さらに、グラフェンと電極間界面において、この多体効果を調べた。その結果、グラフェンと金属電極間に生じる電荷移動により、多体効果がこの界面近傍でナノスケールで変化していることが明らかとなった。
それと多体効果を受けやすい分野とそうでない分野がある。更には場所的にもどこに効果が
集中するかも分かってきたってことでしょう。
>>これらの結果から、グラフェン中の電子は従来考えられていたような単純な振る舞いをするのではなく、ゲート電圧や金属電極との界面により変調される電子の個数(フェルミ準位)や分子軌道の種類に依存する多体効果によって、その振る舞いが制御可能であることを明らかになった。
この知見は、グラフェンを用いた光デバイスや高速電子デバイスの特性を最適化させる際に極めて有用なものであるとコメントしている。
これを数学的表現で厳密に理解しないと分かったとは言わないのが理科系の超勤勉さ。
理科系万歳。
俺たちネトウヨは田母神の演説聞きに行くから君たち理科系は日本のために地道にがんばっててね。
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