【ナノ】記録密度ハードディスクの50倍超の新材料　強誘電性カラムナー液晶材料の開発に成功−東大、東工大

東大、東工大との共同研究で強誘電性カラムナー液晶材料の開発に成功

カラムナー液晶においてカラム軸に平行な自発分極を持つ強誘電性を確認
―超高密度メモリー素子への挑戦−
http://www.t.u-tokyo.ac.jp/epage/release/Figure.jpg

＜概要＞
　東京大学大学院工学系研究科の相田卓三教授、宮島大吾博士課程学生は、東京工業大学大学院
理工学研究科の竹添秀男教授、荒岡史人助教らとの共同研究で、世界で初めて、強誘電性カラムナー
液晶材料の開発に成功いたしました。この物質を利用することで、従来とはまったく異なる方法で簡便に超
高密度メモリー素子を作製できることが期待されます。また、強誘電性材料の開発に今までにないアプローチを
与えるほか、液晶材料の新たな応用可能性を提示するものです。これまでに多くの研究者が試みてきたにも
かかわらず、誰も実現できなかった強誘電性カラムナー液晶（図１）を実現したという意味で、基礎科学的にも
極めて重要な成果です。本研究成果は、４月１３日付の米国科学雑誌「Ｓｃｉｅｎｃｅ」電子版に掲載されました。


＜研究の背景と経緯＞
　液晶が発見されてから１２０年余が経ちましたが、現在では「液晶」と言えば「液晶ディスプレイ」を指すほど、
液晶の応用は表示素子に特化されています。今では、薄型テレビのうち約９割、パソコン用ディスプレイでは
ほぼ全ての出荷が液晶表示素子によるものです。しかしながら、液晶そのものの応用はディスプレイにとどまり
ません。液晶ならではの、自己組織性、環境による構造制御性などといった特性を利用し、様々な応用が
検討されています。今回の強誘電性カラムナー液晶の発見によってもたらされるもう一つの応用可能性が高
密度メモリー素子です。

　近年の情報社会におけるデータ量の飛躍的増大に伴い、高密度メモリー素子の開発は必要不可欠となって
います。そのような高密度メモリーとして、磁気ディスク、半導体素子、光記録素子、強誘電体素子などが研究・
開発され、実際に我々の身の回りで使われているものも多くあります。今回の我々の報告にあるような自己組織
化の可能な液晶材料は、ほぼ分子サイズという細かい記録（＝高記録密度）を与えることが可能となる（図２）
ほか、塗布などによる簡便なデバイス作製プロセス、貴金属元素フリー、軽量化などの多くの利点があると考え
られます。このような目的を達成するために世界中の多くの研究者が努力していましたが、原理的な難しさが
故に半ばあきらめられかけていました。今回の報告はこのような「カラムナー液晶からなる強誘電材料」を実現
したものです。

＜研究成果＞
　強誘電性カラムナー液晶材料の実現を可能にしたのは、緻密にデザインされた分子設計（図１（ａ））です。
　この分子は円錐状分子集合体を形成し、積み重なることでコア−シェル構造のカラムを形成します。コア−
シェル構造のコア部ではカラム中心（円錐頂点）に位置するシアノ基が分極を担い、シェル部では嵩高い側鎖
が円柱間の相互作用を制御し液晶性を担います（図１（ｂ））。コアとシェルの中間にはアミド基によって形成
される水素結合ネットワークがあり、これにより中央の分極を安定化させる設計になっています（図１（ｃ））。
安定化が弱いと電場を切った時に分極を保持できず、かといって安定化が強すぎると分極を反転させることが
できなくなってしまいますが、類似化合物を多数合成した結果、絶妙なバランスによりこれが達成できることを
発見しました。また本液晶材料は電場を印加するだけで、メモリー素子として最適な方向に一様に配向する
ことが出来ることが明らかとなっています。そのため本材料は、安価で大面積化に優れた溶液プロセスでの
デバイス作成が可能であることが明らかになりました。
>>2辺りに続く

東京大学大学院工学系研究科プレスリリース　2012/04/13
http://www.t.u-tokyo.ac.jp/epage/release/2012/12041302.html
http://release.nikkei.co.jp/detail.cfm?relID=307626&lindID=5

Ferroelectric Columnar Liquid Crystal Featuring Confined Polar Groups Within Core–Shell Architecture
Daigo Miyajima, Fumito Araoka, Hideo Takezoe, Jungeun Kim, Kenichi Kato, Masaki Takata, Takuzo Aida
Science 13 April 2012: Vol. 336 no. 6078 pp. 209-213 DOI: 10.1126/science.1217954
http://www.sciencemag.org/content/336/6078/209.abstract

＜本研究の意義、今後の展開＞
　有機分子からなる液晶を利用することで、全く新しいタイプの高密度メモリー素子を作製できると期待できます。
例えば、塗布など溶液プロセスによる強誘電素子の作製が可能となるほか、無機材料と異なり貴金属元素を
必要としないので、生産コストを削減できると考えられます。また、一本一本のカラムの分極を制御することができた
場合、単純に一本のカラムが１ビットを表すとすると、カラム同士の間隔（約４．５８ナノメートル）から約３６Ｔｂｉｔ／
平方インチの高密度メモリーが実現できることになります。これはブルーレイディスクの千倍以上、考えられるメモリー
密度として最大級のものになります。実用化には、安定した記録・読み出し技術など、様々な困難が予想され
ますが、近年の科学技術の発達はすでに分子オーダーでの観察測定やマニピュレーションを可能にしており、
これは決して夢物語ではありません。（本文終わり）

記録密度ハードディスクの50倍超の新材料　東大と東工大

　東京大学の相田卓三教授と東京工業大学の竹添秀男教授らは、特殊な液晶を使った新しい記録材料を
開発した。記録密度がハードディスクの50倍以上になるという。米科学誌サイエンスの最新号（電子版）に発表
した。企業と組んで実用化を目指す。

　特殊な柱状の液晶分子に電圧をかけると、向きが反転する。原子１個ずつを観察できる走査型トンネル顕微鏡
などを使い、整然と並べた液晶分子１本ずつに電圧をかけて情報を記録。容量は１平方インチ当たり約40テラ
（テラは１兆）ビットになる。

日本経済新聞 2012/4/15 21:52
http://www.nikkei.com/news/category/article/g=96958A9C93819595E3E6E2E2878DE3E7E2E6E0E2E3E086989FE2E2E2;at=DGXZZO0195579008122009000000

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http://pc11.2ch.net/test/read.cgi/pcnews/1264178914/-100
【ナノテク】ナノシート2種積層で鉛含まない世界最小の強誘電体開発,、究極のメモリへ期待/物材機構
http://toki.2ch.net/test/read.cgi/scienceplus/1288278392/-100
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http://gimpo.2ch.net/test/read.cgi/scienceplus/1263186561/-100
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http://gimpo.2ch.net/test/read.cgi/scienceplus/1236773488/-100

苦労しました２ダ

ＨＤＤは上限しらずだな、

ここまでやってハードディスクの５０倍程度って、ハードディスクの方が凄いように聞こえるんだが
だって円板に磁石のN/Sを電磁石で記録してそれをコイルで読み取ってるんでしょ？

>>5
絡むなー

もう世界的経済活動の低下の影響で科学の進歩もオワコンだと思ってた中、
ありがとうCOOL JAPAN。

韓国で既に開発済みの技術ですけどｗｗｗｗｗｗｗｗｗｗｗｗｗｗｗ

CPUのプロセスルールにしろHDDの記録密度にしろ
度々物理的限界と言われているのにことごとく突破されてしまうなぁ

ああ、沖縄の妖怪だっけ？

>>8
朝鮮人はカラムナー
こっちミルナー

カタカナ語で書かれるとなんだかわからないけど直訳すると柱状
カラムナー液晶　→　柱状液晶
なんでわざわざカタカナにするの？バカなの？

これ自体が凄い事なんだろうけど、分子レベルで記録出来てそれでも
既存のHDDの50倍の記録密度って事に驚き。
今のHDDも相当凄いんだな。

さてどこの企業が最初に製品化して先陣を切るのかな

容量はもう十分。誰しもが何テラバイトも使わないよ
壊れにくいほうがよっぽど需要ある

と25年前から言われてきました

＞一本一本のカラムの分極を制御することができた場合
はい、これ絶対無理ｗ

・HDDは4Tbit/in2はいけると言われてるから"10倍"が正しい
・液晶分子なので記録時間がmsecオーダと絶望的に遅い

記録媒体としては使えないだろうな。
別の応用例があれば良いが。

長期保存用途であれば書込速度が遅くても何とかなるだろう。

問題はデータを保持できる環境温度だな。
０〜６０℃の範囲超えたらデータが飛びました、じゃ使い物にならない。

>>19
何ともならないだろうね
1日かけてMBオーダしか記録できない媒体なんて誰も使いたがらない

記録を1,000倍に並列化、液晶の応答速度を1,000倍に出来ても
ようやくTB/dayオーダ

どうせ反応速度がめちゃめちゃ遅いんだろ。どうよ？

カラムナーがナカムラーに見えた。俺は疲れている。

ノーベル賞ゲット！　おめ。

シュンスケナカミュラー

2T 3Tじゃ全然足らないのでもっと大きなのがほしいが
容量もいいが、壊れないHDDを作ってくれ。
バックアップを何台も用意するのは無駄なんだよ。

毎度のことだが、日本の企業はこういう開発を無視して、
サムソンに共同研究持ち込まれて獲られるなよ。

>>15
高画質ハイレートなエロ動画の保存用途

#技術革新はエロとともに

STMって・・・、有機分子の研究者は
もっとまじめにデバイス勉強しろよｗ

クビの後ろにＵＳＢ端子を付けたらモニターも不要だけどな

> ・HDDは4Tbit/in2はいけると言われてるから"10倍"が正しい
> ・液晶分子なので記録時間がmsecオーダと絶望的に遅い

これが事実なら、今後も記憶媒体はHDDだろうね。
日本企業は大半が競争についていけず、敗北・撤退してしまった分野だが。

なんで戦争に負けたんだろ

>>9
市販品ＣＰＵのクロック周波数は頭打ち。デモンストレーションの公開
ベンチマークテストでは、発熱その他を全く無視して10Ｇ以上
を出していたけれど。その分グラフィックチップ統合やキャッシュ増、マルチコア化
などが進んでいる。

注：後20年たたないと実用化されません

だろうなあ。3年くらいでちゃっちゃとできないのか？

こういうニュース数年おきに見るけど
実現されたことなんて１回も無いじゃん
ホログラムディスクとかどうなったのよ

期待しとこう

カラムナーって要するにコラムつまり柱ね。
柱状液晶でOK

何か沖縄の妖怪にいそうな名前やね

>>30
日立はWDに強い影響力もつし東芝はいつの間に日本企業じゃなくなったの？

技術はあっても、もう何処も日本ではＨＤＤ作ってないんです＞＜
この技術を買ってもらうしかないんですぅ＞＜

>>34
垂直磁化なんて、特許が切れてから実用化された
日本のメーカーはそれだからアメリカに遅れを取る
戦争にも負ける
日本のメーカーはケチ

問題はアクセススピードだと思うのだがこの辺どうなの？

　　　　　　　　 ┏
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　　　..∧_,,∧　┃　 　　
　　　< ｀∀´ >つ　　　　　
　　　(つ　　 / ┃
　　 　| 　 （⌒）
　　　 し⌒ ￣

>39
しかしそれが先進国の生きる道。
製造業ではどうやっても人件費の安いところには勝てない。
製造プロセスの開発や製造装置の開発などで食っていくしかない。

液晶材料だと…電圧を掛けていないときは、データが消えるんじゃないのか？

ハードディスクさんの器の広さは、ほんま、天井知らずやで

>>43
だから日本はアメリカみたいにプロパテント主義にして、日本が開発したものはしっかりと
特許料をいただいて技術移転すればいいのに、日本は気取り過ぎ、気前が良過ぎで、
ただで技術をくれてあげている
特許侵害裁判に強い国にならなければ日本の血は全て吸い取られてしまう

そういえばそんな名前のアニメが昔あったな…
機甲戦記カラムナー

むしろこの記事で改めてHDDの良さ・強さを見直されて、
そこから日本企業が撤退したことが悔やまれるのが、なんとも言えない。

>>44
液晶に対する間違った思い込みをしているな
液晶そのものは「液体だが、結晶のような規則的構造を持つもの」でしかない

>>13
今2Tくらいだから100Tだぞ
50倍なめんな

NANDのゲートにこの液晶に使えば絶縁膜より簡単に電荷を蓄えられる。

はいはい、どうせお高いんでしょう？

>>15　空きがあればあるだけ埋まっちゃうもんだよ
画像や動画の解像度が上がったり新用途が発掘されたりで。

VistaからついたVSS機能とかバカ食いですわｗ

実用化はいつ

じゃあ先ずは5倍の製品化から行こうか
無理だったら2倍からにする？

相田卓三教授の研究室

ポスドク：Dr. Chiyoung PARK
研究員：陳碩
博士課程３年生：李廷湖
博士課程３年生：呉琳琳
博士課程２年生：陳振
博士課程２年生：李春姫
博士課程２年生：肖キ
博士課程１年生：金娟秀

日本、ヤヴァイ・・・。

>>54
特許が切れてから

>>１５
500MBが出たときも使い切れねーって思ったよ。
そういや100MBと1GBと1TBの時も同じことを感じたもんだ。

強誘電性カラムナー

こういう宇宙刑事物のような名前をみると、
内容とか関係無しにときめきを覚えるなあｗ

>>8
チョンお疲れさん
工学系にもかかわらず、科学界最高の雑誌サイエンスにでるんだから、
最初か、それに限りなく近い業績といえる

まあ、強誘電性液晶は３０年以上研究されてきて、実用化してないがな

もうHDDはいいよ
物理的可動部品があるって時代遅れだろ
SSDに移行しろって

転送速度と容量がどんどん乖離していくな
それくらいの容量なら1GB/sくらいは欲しいところだ

SSDの話じゃないのか

実用化してから記事にしろ。

相田の卓ちゃんって，どうしようもないほどの目立ちたがり屋。
工学系のクセに実用面をいっさい無視する「論文数かせぎ」屋。

俺が昔から考えてた方式か。
金さえあったら製品化したんだけどな。
残念。

製品化どころか素材の研究段階なんだがｗ
記憶素子として使えるといいなっていう程度のレベル

>>15
動画編集してると10Tあっても足りてないんだか

民主党政権によってチョンに払い下げられたりして…

>>68
そんな一部のマニアの話なんて>>6はしてないだろ。

量子コンピューターとかいつ実用化されるんだよ。
もう20年待ったぞ。

どうせまた韓国が盗むんでしょ。

産業スパイに気を付けろ
特に特アの連中

プリキュアの新しい敵かとおもた

>>8
そういう安い嘘はいらないから
ま、朝鮮人にはそういう馬鹿で惨めな嘘がお似合いだがなｗ

>>56
もう終わっているじゃん

Micro SDXC 64GBより密度高いの？

>2
データを保持するカラムが小さいのはいいが、
分極を制御する仕組みのサイズも小さくできなければ、
あまり有り難味がないな

>5
もうだいぶ前から読み取りはコイルではなく
磁場で電気抵抗か変わる磁気抵抗素子
>18
液晶ディスプレイは分子集団をどばっと動かすから遅いだけで
カラムの分極の制御はそれとは違う
>44
強誘電性って電気分極の自発的な保持のことだよ

>>56
ﾜﾗﾀ

カラムナーってあれか
キジムナーの親戚みたいなもんか

>>15
そう言われ続けて早20年

冷蔵庫だって大きければ大きい程使う
テレビも11インチで十分だったが、今じゃ満足できないだろ?

>>56
もう終了のお知らせだな。ｗ

>>56
終了のお知らせ

>>31
週刊護衛空母だの月刊正規空母だのやらかすようなチートレベルの工業力に負けたのさ・・・

カラムーチョうめえ

>>27
もう身体がもちません(*´д`*)

日立GSTが新社名「HGSTジャパン」に
http://www.itmedia.co.jp/news/articles/1205/07/news109.html

いくらHDDに向けた新技術を開発しても、
それを生産で実施できる企業が皆外国勢ばかりになってしまって、。。

円盤やヘッドは日本企業も作っている。
最終製品のブランド以外にも興味を持った方が色々と面白い

韓国が起源ニダ

円盤は昭和電工、ヘッドはTDKあたりだっけか、
核心部品は結構日本製使われてるんだよな。

>>91
完成品作っても儲からないから世界中のHDDメーカーが撤退してるんだから
基幹部品だけ握っときゃいいと思うけどね