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電子工学:カーボンナノチューブコンピューター

Nature 501, 7468 doi: 10.1038/nature12502

電子デバイスの小型化は半導体産業の背後にある主要な原動力であり、計算能力とエネルギー効率の大幅な向上をもたらした。シリコン系エレクトロニクスによる進歩は続いているが、別の技術も探索されている。カーボンナノチューブ(CNT)から作製したトランジスターを用いたデジタル回路は、エネルギー遅延積、すなわちエネルギー効率の尺度が1桁以上も改善されるため、シリコンの性能を上回る可能性がある。そのため、CNTは既存の半導体技術を補完する非常に期待の持てるものになる。しかし、CNTには固有の基本的な不完全性が相当存在するため、極めて基本的な回路ブロックしか実証されていなかった。本論文では、このような不完全性をどのようにして克服できるか示し、CNT系トランジスターのみを使って構築した最初のコンピューターを実証する。このCNTコンピューターは、マルチタスクが可能なオペレーティングシステムを実行する。これを実演するため、計数と整数ソーティングを同時に実行した。また、市販のMIPS命令セットから20個の異なる命令を実行して、我々のCNTコンピューターの一般性を実証した。これまで実現していなかった、炭素を用いた最も複雑な電子システムが、実験的に実証された。次世代のエネルギー効率が高い電子システム用にと考えられて登場してきたさまざまな技術の中でCNTは傑出しているため、これは大きな進歩である。

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