絶縁体:電気信号伝達、夢の8割省エネ 東北大研究所、実験に成功

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1 画架(愛知県)

 電気を通さない「絶縁体」の物質に、磁気を使った方法で電気の信号を通すことに、東北大金属材料研究所の斉藤英治教授(物性物理学)らのチームが世界で初めて成功した。
IC(集積回路)チップに使う場合、銅線に比べエネルギー消費量が8割軽減するとみられる。今後、革新的な省エネルギー技術の開発につながりそうだ。
11日、英科学誌「ネイチャー」で発表した。【奥野敦史】

 金属や半導体に電流を流すと、電子の移動に伴い発熱してエネルギーが失われ、省エネ化の妨げになっていた。斉藤教授らは磁気を生み出す電子の自転「スピン」に着目した。
斉藤教授は06年、電子から電子へスピンが伝わる「スピン波」と電流を相互に変換できることを発見。今回はその理論を応用した。

 研究チームはICチップなどに使われる磁石の一種の「磁性ガーネット」という絶縁体を用意。両端に白金(プラチナ)の端子を取り付け片方の端子に電流を流した。
すると電流が白金と絶縁体の境界面でスピン波を起こした。スピン波は反対側の白金の端子まで到達し、電流を発生させた。
この方法だと電子は移動せず、発熱によるエネルギー損失は激減した。斉藤教授は「パソコンが次第に熱くなるように、電流による発熱は大きなエネルギー損失を起こす。
絶縁体を使う信号伝達はこの問題の根本的解決法だ」と話している。

http://mainichi.jp/select/science/news/20100311ddm001040012000c.html

■□■□ スレ立て依頼所 □■□■
http://tsushima.2ch.net/test/read.cgi/news/1268197775/144
2 ガムテープ(新潟県):2010/03/11(木) 12:28:15.99 ID:cwUIUUrU
うんこ
3 天秤ばかり(東京都):2010/03/11(木) 12:28:39.13 ID:3cj41Ii6
※ただし製造コストは激高
4 ばくだん(三重県):2010/03/11(木) 12:29:16.07 ID:813JYe+W
ということは発熱しないグラボができるってことか。
5 墨(アラバマ州):2010/03/11(木) 12:30:00.00 ID:5rYmA7TO
かの有名な材料研究所か
6 手錠(catv?):2010/03/11(木) 12:30:53.88 ID:5tC015+F
ファンがいらなくなる時代がくるのか
7 試験管立て(東京都):2010/03/11(木) 12:31:39.49 ID:jdt+yI+m
絶縁してるのに、電流が流れたら危なくね?
8 ミキサー(広島県):2010/03/11(木) 12:32:56.35 ID:UZa+lp6W
冷却水も不要になるのか
9 墨(東京都):2010/03/11(木) 12:33:45.57 ID:Eo2VsD+R
CPUの周波数上がるかな?
10 二又アダプター(三重県):2010/03/11(木) 12:34:01.11 ID:WxSiB6Cn
カーボンナノチューブで導線作れ
11 乾燥管(岐阜県):2010/03/11(木) 12:35:32.09 ID:UE27JFyF
ミサカワースト
12 ハンマー(埼玉県):2010/03/11(木) 12:38:36.60 ID:DS/gQiG3
これがCPUやGPUに応用されるのは何十年後になるんだ
13 電卓(三重県):2010/03/11(木) 12:41:15.96 ID:WXVpyZZt
>>6
オロチ全盛時代とかケースがでかくなるな
14 グラインダー(東京都):2010/03/11(木) 12:43:05.18 ID:lutu5WgL
これってモーターにも使えるかな?信号伝達だけ?
15 ドラフト(東京都):2010/03/11(木) 12:43:46.71 ID:b3njesA5
やっぱりこの分野は強いね
16 レーザー(長屋):2010/03/11(木) 12:45:07.82 ID:TYo3ybSa
 (   (    ) (    )   ) 
  (  )   (   )  (   ノ 
         _..._      _,,
      _..,,ノ"///ヾ、  _,."彡i   〉`ヽ. O 〉 人,人  O  `ヽ}`ヽ  Yヽ
    / :`y'、ソ、)、ソ、y、)',,::彡",ヽ,_f⌒ o  ⌒Y   .イ__ノ て    ヽf⌒ o⌒ヽ
   / (●) .iy'ソ ' )'y )、ソ、),,彡'彡|人_ノゝ、‐'`‐ァ´ 人  ヽ_ノ弋___ノィr    人
  r'=、 ,  ::i )/i y )、) 'y k彡,,"」 ,、r‐´`ァ'´レ':ゝし':::::::::ー'::::::::::::::::::レハゝ‐く`イノ
  `''、._ノ .::ノ/彡f ::ヽ ;Y 、、、,-ー' f'⌒Yノし':::::::::::::::/::::,:::::::::::::ヾ:::::::::::::::::::レ'⌒ヽj
     `ー-'=ー"ニ=ー~"`^"  (   う:::::::::/:i!::::/|::::::::::::::::ハ::::トi:::ト:::::::::::|::::(  U
    /    l   ト、 \.   (  ぅ:::::::::〃::i!ィ:|‐_、:i|::i!::::| !:::ィ:ニ=ト:、!::::|::::::::ゝイ
     〃ミ ,r''f!  l! ヽ.    'Y|:::|::::::::||::ィL::j L:_jLiL:/ L::j Lj L:::ヽ:|:::::::i!::::|
   ノ ,   ,イ,: l! , ,j! , ト、   i:| |:::|::::::::|レ ,ォ ≠ミ      ィ ≠ミ、`|::::::,:::::.′
    / ィ,/ :'     ':. l ヽ.   i:| |:::|::::::::| 〃 yr=ミ:、     !/行ミt  ハ :::/:::/
   / :: ,ll         ゙': ゙i   V从::::从iイ {_ヒri}゙     ゙ ヒrリ.》 从:/:::∧
  /  /ll         '゙ !    イ::人:::::iゝ   ̄´           j:人::::ヽ:ゝ   
    /' ヽ.          リ   弋_彡f⌒        '       r_'_ノ`⌒  
   /  ヽ        /       `ーハ     {ニニニィ      /:/
   /  r'゙i!     .,_, /          ヾ:ゝ.    ∨    }   ィ::/ 
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  /   ,:ィ!        ト、         'イ:::::_::_| ` r   <ト、:/

■初春飾利(ういはるかざり) CV.豊崎愛生

レベル1
『触れているものの温度を一定に保つ』能力を持つ
17 墨(catv?):2010/03/11(木) 12:47:30.79 ID:6evAzztm
18 クレパス(東京都):2010/03/11(木) 12:48:49.57 ID:480KaOyD
プラチナの先物上がるのかな
19 蒸し器(栃木県):2010/03/11(木) 12:48:53.12 ID:dLCqIPEm
スピントロニクスって分野な
20 ドラフト(東京都):2010/03/11(木) 12:49:17.27 ID:b3njesA5
>>16
このスケールならチョット便利な程度だけど
エントロピーに作用だとレベル上がれば凄そう
21 墨(コネチカット州):2010/03/11(木) 12:49:42.86 ID:O6TEFoVx BE:568831436-PLT(12073)

コンピューターが熱くなるってよく考えたら遅れてるイメージ
22 墨(東京都):2010/03/11(木) 12:50:22.12 ID:5PNtHVlQ
反応速度とか安定性はどうなんだろ
デジタル製品で使う場合は短い時間でスイッチングするからなあ
23 スパナ(徳島県):2010/03/11(木) 12:51:00.81 ID:8qXCmnU/
>>16
よく考えたら温度を上げる、下げるじゃなくて一定に保つって凄いんじゃねーの?
24 霧箱(愛知県):2010/03/11(木) 12:51:14.06 ID:WKbZ/PBJ
>>16
使いようによっては大変有益だな
25 乳鉢(東京都):2010/03/11(木) 12:53:09.54 ID:Sji7rHhr
俺の暖房器具を取り上げる気かよ
26 墨壺(埼玉県):2010/03/11(木) 12:53:59.84 ID:k/cxNvLj
俺の知能じゃコタツも作れない
頭良い人ありがとう
27 白金耳(神奈川県):2010/03/11(木) 12:54:12.08 ID:w1hjAHTP
>>16
これからは初春冷がOCで常用されるようになるのか・・・
28 ガラス管(catv?):2010/03/11(木) 13:01:47.88 ID:hdHW69/6

     _ ―- ‐- 、
    (r/ -─二:.:.:ヽ    日本、はじまったな 
    7''´ ̄ヽ-─<:.:.',                  __
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     /-ー/: : : : : : :\      {            ヘ:::::::::::::::::::::   ああ
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29 ペンチ(catv?):2010/03/11(木) 14:09:15.66 ID:KVL3g1Ee
電子が移動しないということは、磁場も発生しなくなってノイズも減るのか?
今までのコンピューターは電熱器に電気を流して暖めながらついでに計算させていたようなもので
これが実用化されたら消費電力が急激に減るんじゃね?
30 アルコールランプ(静岡県):2010/03/11(木) 15:26:11.12 ID:0W10LksC
原子スイッチはどうなったんだ
31 モンキーレンチ(東京都):2010/03/11(木) 15:29:56.87 ID:6qnCw1it
こういうの見ると俺も頑張ろうってなるな
最近ネガティブなニュース&レス多すぎ
32 レーザーポインター(東京都):2010/03/11(木) 15:36:28.44 ID:kZzmhBtm
うはっ!wよくわからんがww
超小型のシーケンス記憶装置とCPUとGPUで今まで以上のお手軽ミニPC出てくれや
33 ゴボ天(宮城県):2010/03/11(木) 15:40:57.37 ID:eL0zSsah
東北大ガンガレ超ガンガレ
34 絵具(アラバマ州):2010/03/11(木) 15:42:05.91 ID:obGGGsCL
この製造装置だけは韓国に売るなよ
絶対だぞ
35 リービッヒ冷却器(catv?):2010/03/11(木) 15:42:53.64 ID:rTCivFGz
超電磁スピン
36 額縁(アラバマ州):2010/03/11(木) 15:44:26.04 ID:WI6kcoAs
スレタイでは絶縁体は電気通さないから絶縁体なんだろうが、とか思ったけどこれはすごいな。
原理とかは全く理解できないけどすごい事はわかった。
37 ブンゼンバーナー(千葉県):2010/03/11(木) 15:45:10.94 ID:c9QazzYe
波みたいなもんか?凄そうだな
38 絵具(アラバマ州):2010/03/11(木) 15:55:02.63 ID:obGGGsCL
集積した際に
他の回路に波が伝達しないのかな?
今後の課題か
39 アルバム(アラバマ州):2010/03/11(木) 16:00:48.03 ID:nOOqnutq
これすごい。ラジコンとかどうなっちゃうんだろう
政府はちゃんと保護しろよ?中国とか韓国に流すんじゃねえぞ?
40 印章(茨城県):2010/03/11(木) 16:03:59.11 ID:VQ5IB6CX
>>39
物理エネルギーに電気を変換して何かするものの場合、
あんまかわらんだろw
41 修正テープ(アラバマ州):2010/03/11(木) 16:08:40.27 ID:+2xAI/Md
これで収穫したリンゴの即時オークションを全世界規模で開くことができるようになるな。

で、青森ってほかになにかあったっけ?
42 接着剤(catv?):2010/03/11(木) 16:18:55.11 ID:k9UgvTJr
ドミノ倒しみたいに絶縁体の中の電子伝いに情報が伝わるんかね
43 ラジオペンチ(岩手県):2010/03/11(木) 16:26:19.88 ID:ZYTxZodB
超速スピナーって奴か。
44 カッター(北海道):2010/03/11(木) 19:34:18.25 ID:nI067lIU
電流の流し方とかを変えるの?
もっと詳しく書いてよ
45 やかん(宮崎県):2010/03/11(木) 19:51:55.20 ID:QDnsYfZ4
>>44
流し方を変えるというか伝え方を変えるというか。

今まで電子が直接移動して電流を伝えていた。
これには電子が動き回ることのできるもの=電気伝導体じゃないと駄目。
また、電子が移動すると同時に熱が発生してしまう。

この発見ではは電子がその場でくるくる回って電流を伝えている。
これだと絶縁体でOKだし、熱も発生しない。

まぁ電流を伝えるって言い方はおかしいんだけど。説明しづらいなぁ。
46 滑車(栃木県):2010/03/11(木) 19:52:38.93 ID:cMteJw2p
日本の優秀さは異常
日本が世界を変える!!!
47 ざる(静岡県):2010/03/11(木) 20:41:00.74 ID:SdPMf4x8
それとレアメタルの確保も必要だね
48 墨(東京都):2010/03/11(木) 21:41:47.43 ID:3ZpypJV5
我らが東北大学金属材料研究所キタ━━━━(゚∀゚)━━━━ !!!!!
49 付箋(福岡県):2010/03/11(木) 22:27:58.36 ID:ooIRoBtp
波動が伝わるホメオパシーは正しいんですね(嘘
50 硯(福岡県):2010/03/11(木) 23:51:26.14 ID:53HTpf5D
じゃあ、空間デバイスの時代ももうすぐそこだな。
51 蛍光ペン(長屋):2010/03/12(金) 00:50:07.04 ID:Xj8mulqQ
CO2削減にも貢献できるね
52 硯(東京都):2010/03/12(金) 01:00:36.33 ID:mwzW7ve8
これ使ってまたボッタクリオーディオケーブルができるな
53 ラジオペンチ(catv?):2010/03/12(金) 01:06:54.46 ID:7Yu6h5bE
>>45
信号を伝える、でいいだろ
今までは電流で信号を伝えてたが
信号を伝えるならスピンで十分だったんや!
ってことでしょ
これで回路を作れば加熱もなくなるし
さわっても感電しないってことかな。
54 マイクロピペット(dion軍):2010/03/12(金) 01:09:12.60 ID:qtVEYrNK
恩恵は何年後ぐらいに来るんだ?
55 アスピレーター(catv?):2010/03/12(金) 01:11:27.70 ID:9532/abp
イノベーションこいや
56 ゆで卵(大阪府):2010/03/12(金) 01:12:39.22 ID:TZotOYr2
>>1
キタ━━━(゚∀゚)━( ゚∀)━(  ゚)━(  )━(  )━(゚  )━(∀゚ )━(゚∀゚)━━━!!!!!
57 イカ巻き(宮城県):2010/03/12(金) 02:29:08.91 ID:mwzW7ve8
ノーベル賞級だろこれ・・・
そういやハイゼンベルグの不確定性原理をより一般化した形で書き換えた人も東北大だったよな

東北大すげえわ
58 丸天(岡山県):2010/03/12(金) 06:44:09.03 ID:EJNR4L09
ビリビリが一番かわいい佐天は糞ビッチ
59 ノート(福岡県):2010/03/12(金) 06:47:00.05 ID:RbVKgCeC
これはすごい。
常温超伝導よりすごいかも。

しかし、日本企業が産業としていかせるかな。。。
60 ノート(福岡県):2010/03/12(金) 06:49:14.65 ID:RbVKgCeC
>>45
電子は近傍で運動するだけでそれから生じる磁場を信号として使う。
と、宮大電気化卒の俺は解釈したが違うかな。
61 昆布(catv?):2010/03/12(金) 07:32:39.06 ID:al/pO+Tk
さすが俺たちの滑止め
62 硯(catv?):2010/03/12(金) 07:47:59.71 ID:n4SrQfrI
さすが俺たちのとんぺー
63 落とし蓋(アラバマ州):2010/03/12(金) 08:04:02.65 ID:MfSv73TE
>>34
日経産業新聞に載ってたんだけど
シャープが海外移転決めたのも
どんなに対策しても、技術流出した
らしい
64 ペンチ(東京都):2010/03/12(金) 08:09:17.98 ID:nbpo4VPI
相手としゃべるの疲れたからある方法で念じてみたら伝わった


ってことでいいのか?
65 ラチェットレンチ(東京都):2010/03/12(金) 08:14:15.16 ID:I8YeCt8D
>>59
常温超電導?
んなもん成功したらノーベル賞10回取れるわ
66 レポート用紙(宮城県):2010/03/12(金) 08:23:04.77 ID:ilM848zR
さすが金研
東北大が誇る最高の研究施設
67 メスピペット(静岡県):2010/03/12(金) 08:55:42.43 ID:EGmdIn+0
電子スピンの伝達ってことは磁界の伝達ってことか
電子レベルで磁界←→電界を相互に誘導するって仕組みか
68 ゴボ天(東京都):2010/03/12(金) 08:59:15.61 ID:e8knA+6b
で、実用化は何十年後だよ
69 マイクロメータ(宮城県):2010/03/12(金) 09:10:41.09 ID:cQFYCmit
これが生活に根付く50年後の人が羨ましい
70 メスピペット(静岡県):2010/03/12(金) 09:12:09.27 ID:EGmdIn+0
基本原理は1年前に発表されてたんだな


ttp://www.imr.tohoku.ac.jp/jpn/result/seika/2009.html
2009年3月
 金属物性論研究部門は、東京大学工学系研究科、マイアミ大学物理学教室と共同で、
強磁性ナノ粒子を含む磁気トンネルデバイスにおいて、静磁場により起電力が発生する
「スピン起電力」の効果の存在を世界で初めて実証しました。スピン起電力は、前川教授らにより、
その存在が理論的に予言されていたものです。本研究は電磁気学の基本法則を約180年ぶりに
拡張し、トンネル磁気抵抗デバイスを用いて実験的にも証明したものです。
さらに、このスピン起電力により、従来技術の1000倍となる抵抗比100,000%を
超えるきわめて大きな磁気抵抗効果を実現しました。これにより、
磁気エネルギーから電気エネルギーへの効率的な変換が可能になり、
新しいタイプの電池「スピン電池」や超高感度磁気センサーとしての応用が期待されます。
本研究成果は英国科学誌「Nature(ネイチャー)」Online版(2009年3月8日付)に掲載され、
日刊工業新聞(2009年3月9日付)に紹介されました。
71 電卓(愛知県):2010/03/12(金) 09:29:40.71 ID:J8Ij+VMK
電力ケーブルにも応用できるのかな
それとも磁気だから割と小範囲?
72 蛍光ペン(大阪府):2010/03/12(金) 09:31:47.93 ID:JZFeNQUP
10GHz100コアCPUとかくる?
73 滑車(静岡県):2010/03/12(金) 09:33:19.50 ID:jrm8p9fY
電力伝達目的には向いてないんじゃないかな
あくまでも信号伝達目的で

デジタル回路での信号伝達の場合は電界伝達が主目的で
電力伝達は望ましくない副産物みたいなもんだし
74 電卓(愛知県):2010/03/12(金) 09:35:45.88 ID:J8Ij+VMK
電気回路というより電子回路の分野に応用するための技術なのね
なるほど 確かにこりゃPCパーツが一新するかもしれんな
75 豆腐(宮城県):2010/03/12(金) 09:37:32.83 ID:gwak2+tJ
"PCが熱くならない"程度には活用可能なんかな
それだけでも十分有用だと言えるが
76 ばんじゅう(北海道):2010/03/12(金) 09:38:32.42 ID:S6Byrnl3
超電磁スピン!
77 プライヤ(岩手県):2010/03/12(金) 09:45:25.07 ID:mGxXmXca
トンスル磁気抵抗デバイスは韓国発祥
78 マイクロピペット(dion軍):2010/03/12(金) 10:00:22.34 ID:qtVEYrNK
>>76
オッサーン
79 乳鉢(東京都):2010/03/12(金) 10:06:25.44 ID:zZSdyHfj
おめでたいことだが、劣等絶滅義務人種と、その宗主国に
盗まれたりするなよ
80 乳棒(アラビア):2010/03/12(金) 10:16:20.15 ID:d8P6uYL2
>>73
確かにそうだけど、最近のCPUってかなりの電流を流すよね。
1vくらいなのに60Wとか消費するし、60Aとか近寄りたくないレベル。
81 プライヤ(岩手県):2010/03/12(金) 10:19:19.70 ID:mGxXmXca
>>80
だよね。駆動電圧とあのチップのサイズで60Aとか電流が流れてるのはちょっと
想像つかない。
82 クレパス(静岡県):2010/03/12(金) 10:22:00.81 ID:s6eN6JqF
>>80
それは主にトランジスタのゲートキャパシタンスに流れ込む電流だね
ゲートキャパシタンスも本当な少なければ少ないにこしたことはない存在

トランジスタのゲートキャパシタンス一つ分は物凄く微量だけど
数億のトランジスタ数x数十億クロック分効いて来るからな
83 クレパス(静岡県):2010/03/12(金) 10:29:52.37 ID:s6eN6JqF
CMOSロジック回路ってのは電子工学の初歩レベルの教科書的には
電流に依存しないロジック回路と言う建前にはなってるんだよな

電流によってゲートが開くバイポーラトランジスタじゃなくて
電界によってゲートが開くFET使ってるし、CMOS化でドレイン電流も流れない原理だから
だけど現実のFETにはゲートキャパシタンスと言う電流依存の部分が僅かに存在して
それが高クロック化、高集積度化で洒落にならなくなってる現状
84 ボンベ(長屋):2010/03/12(金) 10:45:17.55 ID:lX91h45H
超電磁スピン
85 付箋(茨城県)
速度はどのくらい出るんだ?
絶縁体中の信号伝達の速度は?