【技術/半導体】「ビリヤード」的トランジスタ設計、米Rochester大学が開発

　米ロチェスター大学の研究者が、これまでとは劇的に異なるトランジスタを考案した。

　このトランジスタは同校の大学院生クエンティン・ディダック氏が考案したもので、
「Ballistic Deflection Transistor（BDT）」と呼ばれる。「皆は現行の設計を修正することで
よりよいトランジスタを作ろうとしているが、われわれに必要なのは次のパラダイムだ」と
同氏は語る。

　このトランジスタ設計では、電子が水のように「流れる」現行のトランジスタとは違って、
個々の電子がデフレクターの間を「バウンドする」――まるで原子のビリヤードのように
――と研究チームは説明している。

　従来の設計では電子の流れを開始・停止することで演算を行っている。だがBDTは、
選択した軌道に電子をバウンドさせ、慣性を利用して誘導するという。BDTは真ん中に
三角形のブロックがある十字路のような構造をしている。「南側」から電子が発射され、
十字路に入って電界を通る。この電界が電子をわずかに西か東に押しやる。

（ソースに図解あり）

　電子が十字路の真ん中に到達すると、三角形のブロックの側面に当たってバウンドし、
西か東の通路に入る。電子が東へ行けば「0」とカウントされ、西へ行けば「1」とカウント
される。

　従来のトランジスタはキャパシタ上の電子の集合を「1」とし、それがなくなると「0」と
カウントする。キャパシタ上に電子を移すのはバケツに水を満たしたり空にするのと
似ており、バケツを満たす（あるいは空にする）のに時間がかかるのが欠点だと
研究チームは指摘する。これが現行のトランジスタのスピードに限界をもたらしていると
いう。また2つ目の欠点として、エネルギーを空にする際に大量の熱が発生する点が
挙げられている。

　BDT設計を採用した半導体は、消費電力や放出する熱が非常に少なく、電子システムに
特有の「ノイズ」に強く、非常に高速になる。また今の技術で容易に製造できるはずだと
発表文には記されている。

　研究チームはBDTのプロトタイプの作成に成功。このプロタイプは従来のトランジスタ
設計と同程度の大きさであり、研究者らはもっと小さくできると自信を持っている。

　だが、この設計にもハードルはある。研究チームは「T（テラ）Hzの半導体のスピードを
測る方法について話しているところだ。THzのオシロスコープなどないので、テスト方法を
考え出さなくてはならない」と話している。

　米国立科学財団はBDTのプロトタイプ設計のために、ロチェスター大学に110万ドルの
助成金を授与したという。

ソース：ITmedia
http://www.itmedia.co.jp/news/articles/0608/18/news068.html

Radical 'Ballistic Computing' Chip Bounces Electrons Around Like Billiards (University of Rochester)
http://www.rochester.edu/news/show.php?id=2585

２げｔ

材料は難だ?

超高速オシロスコープ作っちゃえよ

こ、これはすごい！

超高速オシロスコープを作るのにこれが必要だったりしないの？

さらなる小型高性能への突破口？

科学者の俺に言わせてもらえば、まずゲートボール的トランジスタぐらいから
始めたほうが成功確率が上がると思うな。

> 三角形のブロックの側面に当たってバウンドし

このあたりでロスがありそうな…
ていうかそのスイッチングはどうするの？

>>8

>（ソースに図解あり）

>>9
いや、THzのスイッチングはどうするのかと。

>>7

こういうアイデアも出せないアフォが科学者名乗るな。

>>10

お前が考え出せなくても、誰も困らんよ。

このトランジスタは論理回路にはなるけど増幅機能はまったくないのね、むしろ逆か。
電子に電界を掛ける為のゲート制御はどうするのかな？ゲートの制御も電子１個でできないと
意味ないよね・・・。
スイッチングされた電子が、次のトランジスタのゲートを制御できないと連鎖的な論理回路にならないもの。

もちろんこの指摘に気づいてないはずはなくて、恐らくバウンドした先で電子が次のゲート
を開ける仕掛けが別にあるんだと思われる。

ヒント：リング発振器

俺予想
一般人「これだけじゃただの単体スイッチじゃね？」
発明者「いえ従来のトランジスタと組み合わせると論理回路になります。その方法は…」
一般人「それ従来のトランジスタの動作速度にならね？」
発明者「えっと…」
でﾌｪｰﾄﾞｱｳﾄ

無学者の俺に言わせてもらえば、

０と１の出現頻度の偏りで発生する磁場はスイッチングの精度に影響ないのか？

>>15
符号を工夫すればどうにかなるんじゃない？
その代わり、1THzで動くものが500GHzになるが。

意味不明の研究だな。

>>12
その仕組みについて考えていたら、頭の中が電子ピンボールになりました…。

どんな素晴らしいテクノロジーも、俺の手元に来ると
便所の落書きマシーンか、エロ画像再生機に成り果てるorz

現実性が無い物ほど先に公開するんだよな。
現実性がある金儲けになる先端技術は秘密で開発研究される

いまは伝送遅延の問題のほうが高速動作より問題だろう。
量子コンピュータにしろ、そのデバイスでの長距離伝送が
困難では意味がない、チップ上の超細な部分で実現できても
チップ間、他デバイスとの伝送部分とかの問題を解決できないし
記憶装置みたい大容量を確保すればアクセスサイクル動作の速度が
未だに１００ＭＨｚ超えられない現状を把握できない
脳内池沼が多いんだよな。

>>19
悲観するな。人を殺す道具として使われるより100倍マシだ。

>>20
現実的だからプロトタイプができてるんじゃねーの？

トランジスターというよりは、超小型真空管じゃないか？
動作原理自体はブラウン管とよく似てる。
それをナノサイズにして集積しようというわけでしょ。

十字路じゃなくてＴ字路だよね。

>1
問題は電界を作るための電子の流れをどうするカナのだがｗ

モスとらんじすたや、コンデンサの原理を応用するのか？
電子１個の電界を利用して、十分な大きさの食う暴走を制御できるのか疑問だが。
最近の１電子メモリみたいに。

おう、文章がずれた。漏れのノートＰＣはタッチセンサが変な風に敏感で困る。
大層な内容じゃないから許してくれ。

動作原理よりも重要なのは中身だ

The BDT is "ballistic" because it is made from a sheet of semiconductor material
called a "2D electron gas," which allows the electrons to travel
without hitting impurities, which would impede the transistor's performance.

たとえば、大電流を抵抗なし(=発熱なし)にスイッチできれば、
今の巨大なヒートシンクをつけた電源用トランジスタはなくなるだろう

計算機ばかりがトランジスタの使い道ではない

設計屋がViolationで悩まなくても良くなるならうれしいが・・・

電力の大きさを制御するスイッチは別として、通常のスイッチはサイリスタで良いんでないかい？

>>29
だから、そのスイッチを制御する電力をどうするかだよｗ

ちょっと改造して量子コンピューターにしよう

>>29
記事だけ読んだ感じだとスイッチング(ON/OFF)には使えない気がするんだけど

>>32
だから、それは別からとるにきまってるだろうが痴呆症シネやコラゴミ虫が

トランジスタって言われてピンと来る人少ない時代なんだろうねぇ
俺も波形増幅とか変圧に使う位としか理解できてないけど

これって凄い事なんじゃね？

携帯電話でPC並みのゲームできるようになるの？

論理回路はできてないんでしょ。
CMOSと比べようが無い。
それともロジック回路以外の用途に使えるんだろうか？

テラヘルツつながり
http://news18.2ch.net/test/read.cgi/scienceplus/1152188062/l50

十字で同じ向きに曲がり続けても問題なし？
それとも進むのは強制的に3方向のみ？

そういえば、ボールセミコンダクタは元気だろうか？

さっぱりわかんないんだが

中央に電子があたってバウンドするわけだから、やっぱり発熱はするよね
数が少ないから発熱が少ないって事？

電子が東へ行けば「0」とカウントされ、西へ行けば「1」とカウントされる。
どうやってカウントすんの？

西と東？
途中でトランジスタが９０度回転して、南北方向に向いたらどうするんだ？

>>38

おもしろ。
頭ひねればアイディア出てくるもんだな。

>>42
電子の量が、天文学的に違うからな。

>>21
昔の伝送遅延（位相）の事を言ってないか？
現在では、位相同期で問題がある場合は、非同期にするのが吉。

>>1の価値は、キャリアをマスコントロールしなくても良いので
従来の意味での遅延が無い、という点。
今後は、光速レベルでの遅延の影響が焦点になる。

まずは真空管のような縦型FETを作ることからだと思う。

フリフロだけ従来トランジスタで
組み合わせロジックはこの発明を使えばどうだろう

(*´Д`)ｌ　＼ァ　ｌ　＼ァ

コリオリの力で補正が必要でス

>>49
フリップフロップもこのトランジスタで作っちゃダメなのか？

実用化されてCPUに応用できるようになったら凄いんだな多分。

47が無知なのに偉そうな発言をしている件について
>>1と大差ないな

働きはFETと同じだけど
ドレイン・ソース間に「半導体」を使っていないところがミソ

もしかすると超伝導状態でも動作しそうだ

電子の流れる方向をスイッチできる事は分かったが
どうやって状態を保持したり流れてきた電子を検出したり
印可電圧を制御したりするのか全く分からない

>>56
この素子を制御するトランジスタが必要ですが、制御するトランジスタもビリヤードにすればよいのです。おれ天才！

>>56
ループを作れば状態を保持できるじゃないか

|
------ \---------
|| e ----> <
------ \---------
|

電子を加速して飛ばし、上下の偏向電極により
上に行くか下に行くかを切り替えて増幅兼デジタル動作させる。
こんなところか？

偏向電極の為により沢山の電子が必要になります。

これ電子通るところは真空になるわけ？
すごく壊れやすそうな気がする。

0と1と0.5作れば人間的なコンピュータができるはずだ

人間の脳は0と1ですよ！

動作速度が現行のものと同じでも消費電力が小さければ
それはそれで使い物になるんだが。

アメリカの研究者は発熱やノイズに強い非常に高速な半導体を作るためビリアード的トランジスタを作った。
一方ロシアはシベリアにオフィスを作った。

ナインボールで５回に一回はすべて取り切れる（マス割り出来る）
ビリヤード大好きなｵﾚが来ましたよ。

・・・・ｵﾚの出る幕無しっと。

うーむ、当った時に前進回転かバックスピン・横回転が掛かってると反射角が変わりますよ。
ってコレも関係ないのか・・・・・

ビリヤードは正確に二等辺三角形で反射しない事を知らない学者がいる事にガックリです。
とりあえずビリヤードって書くなぁ(　ﾟДﾟ)ｳﾞｫｹ!!
ラシャと玉との摩擦の関係、球の回転の関係で入射角と反射角は微妙に違うんじゃ！
ピンボールとかエアーホッケーやブロック崩し、アルカノイドとか書けや。

>>63
神経細胞は１の状態を保つことが出来ない。フリップフロップのような仕組みは
脳には存在しない。「クロック」も存在しない。
その代わりパルスの頻度が重要な意味を持っており
パルスの間隔自体は完全に「アナログ」(いわばPULSE-FREQUENCY MODULATION)

たとえば筋肉を弱くも強くも自由に動かせるのは、アナログで調整していることの証明

>>66
ビリヤードは玉の回転で角度が変わるぞ

>>67
興奮状態=1

>>67
勃起(=1)と萎え(=0)の２つの状態しかないことを再確認した

>>67はゲーム機のアナログコントローラが
本当にアナログで処理されていると思っているんだろうな。

戦争(=1)と平和(=0)

>>68
ｵﾚが言った事を何でリピートしてくるのか分からないが・・・・（釣りなのか・・・釣られたのか？・・・）
66をもう一度嫁。
＞当った時に前進回転かバックスピン・横回転が掛かってると反射角が変わりますよ。
＞ラシャと玉との摩擦の関係、球の回転の関係で入射角と反射角は微妙に違うんじゃ！

ひょっとして「入射角（入る角度）と反射角（出る角度）が違う＝反射角度が変わる」って意味を知らないのか？
てかどう考えても釣られたよね・・・orz

>>1
>従来の設計では電子の流れを開始・停止することで演算を行っている。だがBDTは、
>選択した軌道に電子をバウンドさせ、慣性を利用して誘導するという。BDTは真ん中に
>三角形のブロックがある十字路のような構造をしている。「南側」から電子が発射され、
>十字路に入って電界を通る。この電界が電子をわずかに西か東に押しやる。
つまり三角形のブロックの静電容量で速度が決まるわけで、ただのFETと同じじゃ？

>従来のトランジスタはキャパシタ上の電子の集合を「1」とし、それがなくなると「0」と
>カウントする。
三角形のブロック上の子の集合を「1」とし、それがなくなると「0」とカウントするんだろ？

>>70
萌えは？