「シリコン超え！初の2次元材料PC誕生」

世界初のシリコン製ではない2次元材料のコンピューターが開発される

公開日: 2025年06月16日

最近、ペンシルベニア州立大学の研究者たちがシリコンを使用せず、わずか原子1個分の厚さを持つ材料を用いて、単純な演算が可能なコンピューターを開発したことが発表されました。この革新的な技術は、次世代の電子機器における重要な一歩となるでしょう。

研究背景とアプローチ

シリコンは、現在ほとんどすべての電子機器に使用される主要な半導体材料ですが、デバイスが小型化するにつれて性能低下の問題が生じます。研究チームは、これを解決するために、n型トランジスタに二硫化モリブデン、p型トランジスタに二セレン化タングステンなどの新しい材料を使用しました。

2次元材料の利点

新しいコンピューターは、大面積の二硫化モリブデンと二セレン化タングステンを基にしており、原子レベルの厚さでも優れた電子特性を維持しています。この技術により、より効率的でコスト削減に寄与する新しいデバイスの開発が期待されます。

期待される影響

この研究は、2次元材料を用いたエレクトロニクスの可能性を広げる重要なマイルストーンとして位置付けられています。2次元トランジスタの動作周波数は従来のシリコン技術と比べて低いものの、単純な論理演算は行えるとのことです。さらなる最適化が進むことで、より複雑な計算が可能になることが期待されています。

この新たな開発は、テクノロジーの未来に向けて大きな一歩を踏み出したことを示しています。電力効率が向上し、小型化が進む中で、シリコンの次の世代を担う材料としての重要性が高まっていると言えるでしょう。

🧠 編集部より：

この記事は、未だかつてない技術革新として、シリコンを使用しない2次元材料からなるコンピューターの開発に関するものです。ペンシルベニア州立大学の研究チームは、2次元材料（具体的には二硫化モリブデンと二セレン化タングステン）を利用し、シリコンに依存せずにCMOSアーキテクチャを実現しました。

背景と補足説明

1. シリコンの限界: 近年、シリコン素材は電子機器におけるパフォーマンスが限界に達しつつあります。特にトランジスタのサイズを小型化する際に、シリコンの電子的特性が低下する問題が顕在化してきました。この研究は、こうした課題を克服するための重要なステップとも言えます。

2. 2次元材料とは: 2次元材料は原子1個分の厚さしかなく、その厚さでも高い電子特性を保持します。二硫化モリブデンや二セレン化タングステンは特に注目されています。

3. トランジスタの設計: 研究チームは、n型およびp型のトランジスタをそれぞれ異なる素材を使って実現しました。この2つの性質を持つトランジスタが協調して動作することで、CMOS論理回路が構築可能になります。

豆知識

• CMOS技術: CMOS（Complementary Metal-Oxide-Semiconductor）は、低消費電力で高性能な集積回路を実現するための技術です。スマートフォンやコンピュータなど、我々の日常生活に不可欠な技術です。

• 有機金属化学気相成長法（MOCVD法）: この方法は、半導体製造プロセスにおいて、特定の材料を非常に薄い層で成長させるために使われます。これにより、優れた材料特性が得られます。

さらに学びたい方へ

• ナチュアの記事では、研究の詳細や発表内容を確認できます。
• ペンシルベニア州立大学の発表も合わせて参照すると、研究の背景や目的について理解が深まります。

この研究が今後のエレクトロニクスの発展にどのように寄与するか、非常に楽しみですね！

• キーワード: 2次元材料