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整理番号 6698   (公開日 2014年01月20日) (カテゴリ 情報・通信エレクトロニクス
光駆動コンピューターの基礎研究
●内容 現在の半導体デバイスは物質自身の緩和時間によって動作速度が高々1サイクル/ナノ秒程度に制限されている。より高速の動作を行うためにはミリエレクトロンボルト以上の高エネルギーの素過程を利用する必要がある。そのような超高速電子励起はレーザー光によって実現することが可能である。さらに協同現象である相転移を利用することで、小さな刺激で大きな応答を引き出す(低消費電力)ことが原理上は可能となる。我々はレーザーによって「強相関電子系」の相転移現象を制御すること、および、電子のトポロジーを制御する「光誘起(フロッケ)トポロジカル相転移」の理論的な研究・提案を行ってきた。特に、フロッケ・トポロジカル相転移とは、レーザー光の照射によって電子状態が「光の衣」をまとった状態へと変化し、そのことで、電子のトポロジーが変化する現象である。電子のトポロジーが変化すると、「カイラルエッジ状態」と呼ばれる超伝導状態と似た無散逸の電流がデバイスの端を流れる。この現象は既に一部、実験的にも検証されている。私の大きな夢はこの現象を利用した「光駆動コンピューター」を実現することである。図はフロッケトポロジカル絶縁体を利用したデバイスの概念図で、右、左円偏光レーザーを照射することで、グラフェンなどの物質を異なるカイラリティ(向き)を持つトポロジカル絶縁体に変異させている。この時に誘起されるカイラルエッジ状態を使うことで、これまでにない量子性を持つ演算デバイスが設計できる。画期的な本研究に関心のある企業との共同研究等の連携が可能である。
●研究者
講師 岡 隆史
大学院工学系研究科 物理工学専攻
●画像


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光駆動デバイス:
グラフェンなどの2次元電子系にレーザー光を照射することでフロッケ・トポロジカル絶縁体(FTI)化する。メモリーなどのデバイスと組み合わせることでレーザー光によって制御された演算デバイスを実現する。

(C) 岡隆史
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上記内容は、各研究者へのインタビューをもとに東京大学 産学協創推進本部で骨子をまとめたものです。
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