【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★]

**すらいむ ★** · 2020/08/20(木) 15:23:01.21

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

**名無しのひみつ** · 2020/08/21(金) 00:05:30.34

>>66
あの方、イメージと違って素直に合わせちゃうところがあるのよね
もちろんそのノリは他の誰でも同様というかそれ以上だらけな世間なわけだけど

**名無しのひみつ** · 2020/08/21(金) 01:18:34.43

機械生命体造れ

**名無しのひみつ** · 2020/08/21(金) 04:19:45.71

なんとかしてエロいことに使えんのか

**名無しのひみつ** · 2020/08/21(金) 05:21:33.06

>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。

超電導コイルに外部磁場かけたら普通に同じこと起きるのに、大げさな

逆方向の特性を生かすには、臨界電流以上を流して超電導を壊さないといけないから、電位差も
発生して、消費電力ゼロどころじゃないし

**名無しのひみつ** · 2020/08/21(金) 05:45:48.22

>>27
そういうケースも確かにあるけど、小野先生は間違いなく天才だよ
同じ研究所で他分野の研究してたけど、Natureクラスの成果出しすぎw

**名無しのひみつ** · 2020/08/21(金) 06:09:50.79

これはすごいな

**名無しのひみつ** · 2020/08/21(金) 06:10:49.65

ダイオードの特性に関する研究をやってた大学時代の卒研思い出すわ
来る日も来る日も半田付け工作室と実験室の恒温槽の前を往復してたっけ
秋葉原がオタクの街になる以前の古き良き時代の話

**名無しのひみつ** · 2020/08/21(金) 06:19:42.24

どうせ液体窒素が必要なんでしょ？

**名無しのひみつ** · 2020/08/21(金) 06:31:02.35

スパイに注意。
世界特許申請。

**名無しのひみつ** · 2020/08/21(金) 06:45:00.77

>>76
発明に関しては先に発表したほうが勝ち
掲載されたからもう何も問題ない

**名無しのひみつ** · 2020/08/21(金) 07:14:03.83

こういう研究って「こんな素子を発明しました」「苦労してなんとかできました」っていうだけで
応用は「おまえらで考えろ」か「予算が付けばワイらでやる（涙）」って言うのが多いんだよね
あるいは他のどうしようもない欠点があって使い物にならないとかね。

**名無しのひみつ** · 2020/08/21(金) 07:27:33.72

もし使い物になるとして、冗談抜きで（超高性能な）ゲルマラジオみたいな応用がメインかと。
自分なんかはゲルマラジオでは感動しない世代だけど、お爺ちゃん世代は好きな人が多いな

究極的にはダイオードの抵抗成分と寄生容量の時定数で周波数特性が決まるから
微細技術で小さく作ると、テラヘルツ波（っていうとカッコいいけどいわゆる赤外線）や
可視光の領域まで応答する検出器が作れる可能性がある。
あとは周波数を変換するためのミキサとして。これもラジオっぽいね

コンピュータへの応用だが、ここ20-30年ぐらいは素子の速度より微細化できることのほうが
重要とされているもんで現実的でないかもね(スイッチの速度より配線遅延で決まってしまうから・・・)

**名無しのひみつ** · 2020/08/21(金) 10:43:47.38

こりゃ、ノーベル賞候補だな

**名無しのひみつ** · 2020/08/21(金) 11:04:21.33

超電導ダイオードの次は超電導トランジスタかな？

革命だね。

**名無しのひみつ** · 2020/08/21(金) 11:21:57.61

超電導トランジスタできたらなんかどえらいことになりそう

**名無しのひみつ** · 2020/08/21(金) 12:43:22.94

これでコンバトラーvが

**名無しのひみつ** · 2020/08/21(金) 15:03:34.81

>>4
淡谷のり子がコロコロしてたやつな(･я･`)

**名無しのひみつ** · 2020/08/21(金) 22:07:39.86

オーディオミキサーに使えるじゃん！

**名無しのひみつ** · 2020/08/22(土) 12:14:51.82

超電導洗濯機

**名無しのひみつ** · 2020/08/22(土) 13:07:58.66

大王道

**名無しのひみつ** · 2020/08/22(土) 13:23:29.11

日本が世界最高最先端文明国家

**名無しのひみつ** · 2020/08/22(土) 13:26:40.89

>>2
ノーベル賞は白人どもがホルホルするためだけの賞やから気にする必要無いぞ

**名無しのひみつ** · 2020/08/22(土) 22:06:24.58

>>24
マイスナー効果でトランジスタが基板から浮き上がる

**名無しのひみつ** · 2020/08/22(土) 22:45:00.69

>>36
いや、もっと低く。4K くらい

**名無しのひみつ** · 2020/08/23(日) 10:25:17.09

VfとVrはいくら？

**名無しのひみつ** · 2020/08/24(月) 11:22:04.62

正弦波を片方向に整流すると、
二倍を始めとする整数倍の高調波の周波数成分が強められる。
これを使うと、いろいろ便利なことがあるはず。

**名無しのひみつ** · 2020/08/24(月) 12:02:20.67

【Covid-19】　ワクチン接種前に読むスレ　【必読】
https://matsuri.5ch.net/test/read.cgi/infection/1598051116/l50

**名無しのひみつ** · 2020/08/24(月) 14:33:30.63

これってなんかほとんど両方向に導通しちゃってるんだけど
ある電流を越えると急激に抵抗が増加すると・・・
その閾値電流みたいなのが流す方向で異なるっていうだけで
いわゆるダイオードとは違うのかもしれない

**名無しのひみつ** · 2020/08/24(月) 18:49:35.54

>>1
セレン整流器のことですねw

**名無しのひみつ** · 2020/08/25(火) 00:03:42.69

マリス博士って亡くなってたんだ
肺炎
そりゃ変に思うよね

**名無しのひみつ** · 2020/08/25(火) 09:26:18.27

なんでPCRを検査に使っちゃいけないんだね？
その理由を説明してもらわないと単にキチガイおじさんだったってことに

**名無しのひみつ** · 2020/08/25(火) 10:44:57.71

福岡博士が早くに文春で説明してたが
ウイルス自体は自然にいるもので、1個2個でも検出してしまうのがPCR検査
それは「感染」を表すわけではないし、
今日は感染してないから明日もしないというわけではないから無駄

とデザイン専攻の私は了解したが

**名無しのひみつ** · 2020/08/25(火) 17:31:07.98

ははは
なら陰性比率が大なのはなぜだね？

**名無しのひみつ** · 2020/08/25(火) 19:14:01.31

>>100
何度も、精度の確率の説明見かけたけど？

**名無しのひみつ** · 2020/08/25(火) 22:18:07.14

日本だけロックダウンしないと、
「内需の差が、貿易収支および経常収支だ」ということが証明されてしまうから、
日本も欧米に追従してロックダウンという経済統制をしただけ。
ジャップマスコミはまたもやデマを流している。現状では風説の流布でアウトだと思うんだけどなあ。
世界中のロックダウンに耐えられないのは、外需に依存しまくって世界を搾取している日本およびドイツだろ。

米英仏伊あたりは、米英仏伊をロックダウンし続けるべきだ(米英仏伊の自動車工場は除く)。
米英仏伊は、米英仏伊を向こう50年ロックダウンし続けろ(米英仏伊の自動車工場は除く)。

日本およびドイツが、世界の経済の成長エンジンとなるのだ。
日本およびドイツが、日本およびドイツの内需を拡大し、日本およびドイツを債務国にしろ。
日本およびドイツは、競争社会となり移民を受け入れるのだ。
日本およびドイツは、日本およびドイツをロックダウンするな。
日本は今すぐ日本の緊急事態宣言を解除しろ。
東京はロックダウンをするな。日本はロックダウンをするな。
米国をロックダウンしろ。
これで日本の貿易収支および日本の経常収支は赤字になり日本は債務国になる。
日本のみは、日本の内需を拡大し、日本が世界経済の成長エンジンとなるのだ。
日本は日本の内需を拡大し日本を債務国にしろ。

**名無しのひみつ** · 2020/08/30(日) 01:19:04.80

なんか凄い近い道がありそうな気もするがそんなこともなさそうな気もする

**名無しのひみつ** · 2020/08/30(日) 06:01:41.19

切り替わる速度だな、気になるのは

商用周波数の大容量整流用途には使えるのか
高速ダイオードとして、高い周波数
スイッチング電源の整流用途に利用できるのか

**名無しのひみつ** · 2020/09/05(土) 08:26:41.71

いっぱい繋げば理論上は無限大

**名無しのひみつ** · 2020/09/08(火) 12:05:12.25

常温じゃ発現しないんだろ？

**名無しのひみつ** · 2020/09/09(水) 22:16:01.15

カエサルの物はカエサルに

**名無しのひみつ** · 2020/09/10(木) 09:31:57.30

スマホの厚さが5ミリぐらいになるの？

**名無しのひみつ** · 2020/09/11(金) 04:45:12.07

これはすごいな

**名無しのひみつ** · 2020/09/12(土) 02:20:16.80

超伝導トランジスタ、超伝導コンピュータも可能

**こ こ ま で 読 み ま し た** · 2020/09/12(土) 02:20:39.09

こ　こ　ま　で　読　み　ま　し　た

**名無しのひみつ** · 2020/09/17(木) 14:56:26.90

ｘが正のときは値がｘで、ｘが負の時は値が零という関数は
ニューラルネットでディープラーニングをしてAIを作るのに
大いに活躍しているから、何かの役に立つかもしれないな。

**名無しのひみつ** · 2020/09/23(水) 18:50:21.93

よし、次は超伝導トランジスタだ、FETだ。

**名無しのひみつ** · 2020/09/23(水) 19:36:07.82

したら、ダイオード1個で完全包茎波？

**名無しのひみつ** · 2020/09/25(金) 20:37:22.86

ガルマニウム（ダイオード）ラジオが、
超伝導ダイオードによるラジオになるのか。時代は変わった。

**名無しのひみつ** · 2020/09/25(金) 23:28:13.64

>>1
馬鹿じゃね
超伝導回路にダイオード追加してどうすんねん
追加分抵抗増えるだろ

**名無しのひみつ** · 2020/10/03(土) 06:01:07.55

直流抵抗がマイナスの素子を作ることができたら、
エネルギー問題は解決するかもしれない。

**名無しのひみつ** · 2020/10/25(日) 15:49:25.66

そこにノイズをかけてやれば、一方向に流れる直流を取り出せるので、
ノイズから電力を生み出すことができそうだが。

宇宙を満たして居る4ケルビンの黒体輻射の電磁波のノイズから
電力を永遠に生み出せてエネルギー問題が解決しないかな？

【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★]

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