【物理】一方向にのみ電気抵抗がゼロとなる超伝導ダイオード効果を発見 京大など研究 [すらいむ★]

[1 すらいむ ★ 2020/08/20(木) 15:23:01.21 ID:CAP_USER]

エレクトロニクス：超伝導ダイオード

　ダイオードは、一方向には低い抵抗で、その逆方向には高い抵抗で電流を流す電子部品である。
　通常、ダイオードはp–n接合を形成する半導体材料で作られ、こうしたダイオードは、整流器や光検出器など、さまざまな電子機能の実現に用いることができる。
　今回、小野輝男（京都大学ほか）たちは、一方向にのみゼロ抵抗を示す、磁気的に制御可能な超伝導ダイオードを報告している。
　この効果は、複数の金属層からなる人工超格子で実現され、材料中で空間反転対称性と時間反転対称性が同時に破れることに起因する。
　今回のゼロ抵抗ダイオードは、低温でのエネルギー損失のない方向性電荷輸送を可能にするものであり、非散逸電子回路の構築に不可欠な部品である。

2020年8月20日 Nature 584, 7821
https://www.natureasia.com/ja-jp/nature/highlights/104414

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一方向にのみ電気抵抗がゼロとなる超伝導ダイオード効果を発見 −エネルギー非散逸な電子回路の実現に向け期待−

　小野輝男 化学研究所教授、安藤冬希 同博士課程学生（研究当時）らの研究グループは、柳瀬陽一 理学研究科教授、荒川智紀 大阪大学助教らと共同で、非対称構造を有する超伝導人工格子において、一方向にのみ電気抵抗がゼロとなる超伝導ダイオード効果を初めて観測しました。

　ダイオードとは、順方向に電流をよく流す一方で逆方向にはほとんど流さない特性を持つ素子であり、整流器・混合器・光検出器など数多くの電子部品に半導体ダイオードが利用されています。
　しかし、半導体の電気抵抗はゼロでない有限の値を持つため、各部品におけるエネルギー損失の問題が避けられません。
　そこで、半導体ではなく電気抵抗ゼロの超伝導体にダイオードの特性を付与すること、即ち超伝導ダイオードの実現が望まれていました。

　本研究では、ニオブ（Nb）層、バナジウム（V）層、タンタル（Ta）層から構成される非対称構造を有した超伝導人工格子において、臨界電流の大きさが電流方向に依存することを発見し、超伝導ダイオード効果を実証しました。
　本成果は、エネルギー損失の極めて小さい電子回路の実現へ貢献することが期待されます。

　本研究成果は、2020年8月20日に、国際学術誌「Nature」のオンライン版に掲載されました。

京都大学　2020年08月20日
http://www.kyoto-u.ac.jp/ja/research/research_results/2020/200820_1.html

[2 名無しのひみつ 2020/08/20(木) 15:24:30.95 ID:vFp//crY]

ノーベル賞？

[3 名無しのひみつ 2020/08/20(木) 15:25:30.54 ID:X1Ndbgkg]

サムライトルーパー？

[4 名無しのひみつ 2020/08/20(木) 15:26:58.84 ID:13VinZSB]

いいゲルマニュームラジオができるな

[5 名無しのひみつ 2020/08/20(木) 15:28:26.27 ID:EYQXiAw1]

PCのファンがいらなくなる？

[6 名無しのひみつ 2020/08/20(木) 15:28:52.09 ID:nQTfjLvq]

これは大発見発明ノベル賞候補。
京都大学やるね。

[7 名無しのひみつ 2020/08/20(木) 15:31:23.34 ID:S8X+JQTh]

反対側にはどの程度の抵抗が発生するか知りたいな

[8 名無しのひみつ 2020/08/20(木) 15:37:32.03 ID:vlex+udz]

どうせ冷やさにゃならんのだろ

[9 名無しのひみつ 2020/08/20(木) 15:40:12.66 ID:CZktDjv9]

逆方向に一定以上の電位を印可すると核融合反応を示すとか凄いです

[10 名無しのひみつ 2020/08/20(木) 15:40:12.88 ID:j1sBcDBq]

>>7
いっぱい繋げば理論上は無限大

[11 名無しのひみつ 2020/08/20(木) 15:43:55.47 ID:wLLdVj2y]

※今回のゼロ抵抗ダイオードは、低温でのエネルギー損失のない方向性電荷輸送を可能にするものであり、非散逸電子回路の構築に不可欠な部品である。
解散

[12 名無しのひみつ 2020/08/20(木) 15:45:34.31 ID:KD0Kwswv]

幕末明治の美女30選　その輝きは150年後も変わらない（画像集）
http://photo-big.wikilegia.com/1001-7.html

[13 名無しのひみつ 2020/08/20(木) 15:50:16.37 ID:jY/ABfrv]

は？
電気抵抗がゼロとなるダイオードだと！！

[14 名無しのひみつ 2020/08/20(木) 15:51:39.63 ID:3GnHwohO]

常温じゃ発現しないんだろ？

[15 名無しのひみつ 2020/08/20(木) 15:52:15.87 ID:qYB3XaH3]

論文を紹介するときは、第一著者を書けよ

[16 名無しのひみつ 2020/08/20(木) 15:56:18.25 ID:qMY8MoIP]

ワープエンジンが出来るぞｗｗｗ

[17 名無しのひみつ 2020/08/20(木) 15:58:33.15 ID:biGtKsPo]

>>1
窒化ガリウムと酸化ガリウム関連企業の株を空売りすれば良いですかね？

[18 名無しのひみつ 2020/08/20(木) 16:11:46.42 ID:fAsZ/nTb]

排便みたいなもんか

[19 名無しのひみつ 2020/08/20(木) 16:12:15.04 ID:13VinZSB]

反対側に電流をかけすぎると絶縁破壊になるんだろ

[20 名無しのひみつ 2020/08/20(木) 16:15:16.69 ID:+sAg4Kvp]

じゃ表面を片側
裏面を反対方向にすれば
抵抗0だなw

[21 名無しのひみつ 2020/08/20(木) 16:29:43.53 ID:1T75iaXa]

どんだけ厚く作れるか

[22 名無しのひみつ 2020/08/20(木) 16:32:01.61 ID:LwOkL2Kt]

惜しいな。ダイオードと言いながらダイオードとはまったく違う
＞外部磁場および電流の方向によって超伝導ー常伝導スイッチングができること（超伝導ダイオード効果）を実証しました。

スイッチだ
交流電流の周期にあわせてスイッチングすれば、ダイオードになる
そういうダイオード自体は常温でSiその他で実用化済み(抵抗＜1ミリΩ)

[23 名無しのひみつ 2020/08/20(木) 16:33:59.74 ID:LwOkL2Kt]

>>7,>>19
反対方向は 3.8Ω

[24 名無しのひみつ 2020/08/20(木) 16:34:29.48 ID:hzFmagsY]

その構造でトランジスタ作ったらどうなる？

[25 名無しのひみつ 2020/08/20(木) 16:39:10.06 ID:LwOkL2Kt]

本当に惜しい
損失ゼロのダイオードが出来て、そのとき電子が熱運動できるなら
「マクスウェルのデーモン発電」が出来るのだ
デーモンだから食べ物がなくても発電できる
頑張ってほしい

[26 名無しのひみつ 2020/08/20(木) 16:39:10.39 ID:UwdZJtFZ]

>この効果は、複数の金属層からなる人工超格子で実現され、材料中で空間反転対称性と時間反転対称性が同時に破れることに起因する。

めちゃくちゃかっこいい！w
アニメ化しよう！！！！wwwww

[27 名無しのひみつ 2020/08/20(木) 16:47:40.15 ID:2LyFzjjZ]

ここで注目して欲しいのは・・・
「安藤冬希 同博士課程学生」という学生さん。
とかくこういう研究は現場の名もなき学生は表面には出てこない。
かの有名なエサキダイオードも、さも江崎氏が発見したかのように
報道されて当人もホイホイしていたがどうにも釈然としないでいた。
実際にエサキダイオードの現象に気付いたのは当時、名もなき女性
であった。のちに江崎氏だけがノーベル賞を取得することとなる。
これを思うと仮にノーベル賞ものならこの女性の名も連ねて貰えれば
思うね。若い人の将来への意欲に大いに貢献するであろうと願わずに
いられない。

[28 名無しのひみつ 2020/08/20(木) 16:49:45.99 ID:7Xyz1F14]

何℃で?

[29 名無しのひみつ 2020/08/20(木) 16:55:18.03 ID:3CSerc/z]

フッ化水素や液体窒素使いましたとか素材で語ってくれさえすれば分かりやすいのにな

[30 名無しのひみつ 2020/08/20(木) 16:56:27.61 ID:oV1ekNkh]

兵器にしよう

[31 名無しのひみつ 2020/08/20(木) 16:57:10.29 ID:ix/XeVvy]

実は私が発明しましたと、下朝鮮人が名乗り出るのに5ペリカ＋7ヲン

[32 名無しのひみつ 2020/08/20(木) 16:58:32.75 ID:LwOkL2Kt]

>>28
4.2 ケルビン

[33 名無しのひみつ 2020/08/20(木) 17:00:06.88 ID:glS98ih6]

>>26
時間反転対称性が破れるなら過去に戻ったりするんだろうな。

[34 名無しのひみつ 2020/08/20(木) 17:05:23.88 ID:7Xyz1F14]

>>32
でええーーーーーーい(机をひっくり返す音)

[35 名無しのひみつ 2020/08/20(木) 17:08:39.04 ID:z74RtAf0]

１Ｎ６０の替わりになれればいいね！

[36 名無しのひみつ 2020/08/20(木) 17:12:52.06 ID:iUPbxEil]

どうせずっと液体窒素で冷やしとかんとアカンやつやろ

[37 名無しのひみつ 2020/08/20(木) 17:31:33.86 ID:uyjC+MPG]

>>27
かしこまりました

[38 名無しのひみつ 2020/08/20(木) 17:56:52.44 ID:DE5UZ7EO]

低温て何度？

[39 名無しのひみつ 2020/08/20(木) 18:27:12.01 ID:LwOkL2Kt]

>>34
いやいやいや
京都大学のPDFによれば

常伝導領域（いやまあ半導体だけど）のダイオードはありふれているが
超伝導領域のダイオードはかなり珍しいし、抵抗もゼロでなかった
今回その
珍しい超伝導領域で抵抗ゼロのものを作成した　←ここが大事

[40 名無しのひみつ 2020/08/20(木) 18:27:40.02 ID:5Ijbxgjl]

超電導ぶっしつ?

[41 名無しのひみつ 2020/08/20(木) 18:38:30.66 ID:GgdSM4eC]

おらの村のトランジスタラジオがええ音になるっぺか？

[42 名無しのひみつ 2020/08/20(木) 18:59:34.38 ID:lJsSylv6]

ゼロ？マジならスゲ
発熱問題の8割くらいはかいけつ？

[43 名無しのひみつ 2020/08/20(木) 19:13:11.92 ID:zYHiWNiN]

スマホの厚さが5ミリぐらいになるの？

[44 名無しのひみつ 2020/08/20(木) 19:23:43.71 ID:zYeTx/MQ]

こんな中卒でもこれはすごそうってことはわかる！

[45 名無しのひみつ 2020/08/20(木) 19:43:46.54 ID:nZ2IcNYr]

>>38
-274℃

[46 名無しのひみつ 2020/08/20(木) 20:08:06.95 ID:cKlCJtNq]

電子一個の電圧で論理回路が組めるのか。ノイズで起電したら意味が無くなるけど、何か出来そうな雰囲気はあるよね。

[47 名無しのひみつ 2020/08/20(木) 20:12:23.87 ID:uhVg1nCD]

うーん、良くわからない
磁気制御できるのがスゴイのか？
超電導ダイオードブリッジで無損失整流？
発熱しないCPUが作れるのか？

[48 名無しのひみつ 2020/08/20(木) 20:20:14.94 ID:jbAVAdEY]

危ない油の溝汁

[49 名無しのひみつ 2020/08/20(木) 20:20:50.63 ID:jbAVAdEY]

煉獄に笑う

[50 名無しのひみつ 2020/08/20(木) 20:21:08.87 ID:jbAVAdEY]

ダークマター