2013年03月21日

IBMは、液体に基づいたトランジスターを作成。

Venture Beatは、トランジスターは数10年間、コンピュータからスマートフォンまで電子機器の構築のブロックである。

それは変更をほとんど見ていない。
しかし、IBMの研究者チームはトランジスターに主な改造を与えたと報告した。

また、それによって、人間の精神労働その方法のように、人間の脳機能のようなデータを処理することができるコンピューターを建造することができるかもしれないと言っている。

それが成功する場合、IBMは、高度に効率的で、非常により少ない電力を使用するチップを構築するために技術を使用するかもしれない。

それはモバイル・デバイスの中で革命に結びつくかもしれない。
それは今日、短い電池寿命および電気的な非能率によって拘束されている。

全工程は、私たちの脳の中でまわりに跳ね回る強烈な電気的な流体と異ならない。

脳がそれをすることができる場合、人為的に巧妙に作られたマテリアルもできるかもしれない。

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新技術は、分子の半分が正電荷を運び、半分が否定のところで、イオン液体と結合することができる「相関電子酸化物」あるいは混合物と呼ばれるマテリアルに基づく。

液体に小さなイオンの電圧をかける場合、荷電粒子は酸化物材料の表面の対辺に移る。

チャージは酸化物を残し、絶縁体から金属、あるいは電気を通さないものから行うものまで、その導電状態を変更して、液体に入る。

また、別のチャージが適用されるまで、それはその電気的な状態を維持する。

研究のその部分は新しく、特に有望といえる。

IBMは、それが、電気がオンかオフでもデータを保存する不揮発性メモリ、あるいはチップを作成することができると考えている。

さらに、それは、今日のシリコンに基づいた半導体チップより少ないパワーを使用する論理チップを作ることができる。
それは電子のものすべてが脳になる。

ビッグブルーは、科学雑誌サイエンス誌(journal Science)で2013年03月21日に、その突破口を示している。

Science 22 March 2013:
Vol. 339 no. 6126 pp. 1402-1405
DOI: 10.1126/science.1230512
REPORT
Suppression of Metal-Insulator Transition in VO2 by Electric Field–Induced Oxygen Vacancy Formation
Jaewoo Jeong1,2,
Nagaphani Aetukuri1,3,
Tanja Graf1,
Thomas D. Schladt1,
Mahesh G. Samant1,
Stuart S. P. Parkin1,*

1IBM Almaden Research Center, San Jose, CA 95120, USA.
2Materials Department, University of California, Santa Barbara, CA 93106, USA.
3Department of Materials Science and Engineering, Stanford University, Stanford, CA 94305, USA.
*Corresponding author. E-mail: stuart.parkin@us.ibm.com

ABSTRACTEDITOR'S SUMMARY
Electrolyte gating with ionic liquids is a powerful tool for inducing novel conducting phases in correlated insulators. An archetypal correlated material is vanadium dioxide (VO2), which is insulating only at temperatures below a characteristic phase transition temperature. We show that electrolyte gating of epitaxial thin films of VO2 suppresses the metal-to-insulator transition and stabilizes the metallic phase to temperatures below 5 kelvin, even after the ionic liquid is completely removed. We found that electrolyte gating of VO2 leads not to electrostatically induced carriers but instead to the electric field–induced creation of oxygen vacancies, with consequent migration of oxygen from the oxide film into the ionic liquid. This mechanism should be taken into account in the interpretation of ionic liquid gating experiments.

Received for publication 20 September 2012.
Accepted for publication 24 January 2013.

IBMのプロジェクト上のIBMのフェローおよび研究主任スチュアート・パーキン(Stuart Parkin, an IBM fellow and lead researcher on the project at IBM)は、研究者の小さなチームが2、3年間作動していたとVentureBeatとのインタビューで言った。

スチュアート・パーキンは、「私たちは、この酸化物マテリアルの問題の状態を変更するために、これらの電気信号によって生成された原子のイオンの小さな流れを使用しています。」と言った。

これとは違うが、一時期電気が流れるのと、流れないの2進法でコンピュータができているなら、水が流れるのと流れないのでコンピュータができるはずだと言ったことを思い出す。

その水に色を付けると、不思議なコンピュータができる!

つまり、水の代わりに、電子イオンを使うのであれば、論理的には同じである。

「それは、それらの導く状態を断続的につけることにより低エネルギーの、非常に効率的な装置を建造する手段です。私たちはこのマテリアルを金属に変えて、供給パワーへの必要なしでそれを維持します。」
シリコンチップが機能への定電圧を要求するので、その後の部分は著しい。

チップの使用電気は数十年間発展している、インテル名誉会長ゴードン・ムーア(Intel chairman emeritus Gordon Moore)にちなんで命名された、チップ上のコンポーネントの数が毎年くらい2倍になるだろうと1965年に予言した進行で、ムーアの法則(Moore’s Law)としマークされた。

その予測は非常に正確であった。
しかし、エキスパートは、半導体技術が基本の範囲に衝突するとともに進行が遅くなるだろうと心配している。

IBMは、人間の脳のようなプロセス・データが行う従来の半導体チップを含む新しい解決策に取り組んでいる。

パーキンは、物質に強烈なイオン液体電解質を適用することによって、チームが酸化物材料の安定した絶縁し導く状態を作ることができたと言った。

この発見は、酸化物ベースのトランジスターおよびロジックゲートを作ることへの道を開いた。

「これはムーアの法則の中の減速の代わりです。」とパーキンが言った。

「私たちのインスピレーションは脳です、そして、それはどのように作動しますか。それは液体とイオン電流でいっぱいです。私たちはより脳のような装置を建造することができました。」

nanofluidicな回路の図面は、オレンジの平面の酸化物表面の上に作り上げられた導管を通して緑のイオンの流体を渡すことにより作動する。

電圧が液体(青い部分)にかけられる場合、液体中の酸化物表面からの黄色のボールが金属化される。

電圧がかけられない場合、イオンの運動はない。
また、酸化物表面は絶縁体である。
それは電子を導かない。

回路は、ダイナミックに酸化物の表面上で形成することができる。

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