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2010年9月 7日 (火)

『グラフェン』が熱い!

みなさんはグラフェンという言葉を聞いたことがあるだろうか?グラタンではない。グラフェンだ。

英語で書くと"Graphene"。これは、炭素が1原子の厚さのシート状になったもののこと。たとえば、カーボンナノチューブを”開き”にしたようなもの。専門的な表現で言うと、「1原子層のsp2結合炭素シート」あるいは、「六角格子構造をした炭素の1原子の厚さのシート」となる。

Grapheneという言葉は、graphiteに有機化学で芳香族によく用いられる接尾語である-eneを組み合わせたもの、だそうだ。

何がスゴイかというと、その性質がこれまでの素材をはるかに超えているのだ。例えば、電子の移動度が室温で15,000cm2V-1s-1とけた外れに早く、抵抗値も10-6Ω・cmと銀よりも低い値になっている。その他、熱伝導率が室温で (4.84±0.44) ×103 ~ (5.30±0.48) ×103 Wm-1K-1で、これはカーボンナノチューブやダイヤモンドより高い。また機械的強度は、測定された物質のなかで最も強いとされる。破壊強度は鉄の200倍とか。(あっ、ここに書いてる数値はWikipediaから拾ったものなので、そのつもりでご覧あれ。)
その他、スピン・エレクトロニクスやホール効果でも特異な性質があるらしい。ぼんくらな管理人には、この辺が理解の限界である。

これで何ができるかというと、超低抵抗配線、トタンジスタ、FET、IC、透明導電膜、ガスセンサーなどさまざまな応用が考えられている。

研究機関は、米国、ヨーロッパ、韓国などの大学やIBMなどの基礎研究機関をもった企業が多数あり、毎日多くの論文や報告が出されている。

一例を上げると、UCLAがGrapheneを使ったトランジスタで、遮断周波数300GHzを確認したという記事が9月6日付けで出ている。ただ管理人はそれ以前にIBMが500GHzのFETを発表していたのを見た記憶がある。いずれにしても専門外の管理人は、この300GHzというのがどれくらいスゴイのかよく分かっていない。単純にCPUのスピードと比較して良いモノなら、既存のCPUの100倍のスピードということになる。

とにかく、Grapheneについてはものすごいスピードで研究が進んでいるので、日本企業のみなさんも後れを取らないように、しっかりとやっていただきたいものです。

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