私たちのデジタルライフを支えるスマートフォンの通信やパソコンの処理速度が、劇的に進化する可能性を秘めたニュースが飛び込んできました。東北大学の須藤祐司教授が率いる高名な研究グループが、極めて少ない電力で驚くほどの超高速駆動を実現する、画期的なメモリー用の新材料を開発したのです。この発表に対してインターネット上のSNSでは、「スマートフォンのバッテリー寿命が格段に伸びるかもしれない」「次世代の高速ストレージに革命が起きそうだ」といった、期待に満ちた声が数多く寄せられています。
今回注目を浴びているのは、マンガンとテルルという元素を絶妙に混ぜ合わせて作り出された特殊な化合物の薄膜です。この薄膜に対して、電気を流したりレーザーの光を照射したりして、ごくわずかな熱エネルギーをほんの一瞬だけ加えます。すると、材料を構成している原子の並び方に、ほんの少しの「ずれ」が生じることが分かりました。この微細な構造の変化によって、電気の流れやすさや光を跳ね返す割合といった性質が、目を見張るようなスピードで次々と切り替わっていく仕組みとなっています。
わずか10ナノ秒の奇跡！コストを抑えた量産化やセンサーへの応用にも期待高まる
ここで専門用語について分かりやすく解説しますと、メモリー素子とは、コンピューターなどでデータを記憶するために不可欠な最小単位の部品のことです。この新材料が原子の構造を変えるのに要する時間は、2020年01月20日の発表によると、わずか10ナノ秒とされています。ナノ秒とは10億分の1秒という、人間の目では到底捉えきれない極小の単位です。この驚異的な速度により、私たちが日常で行うデータの読み込みや書き込みの作業が、これまで以上にスムーズに行えると考えられています。
さらに、構造が変化することでもたらされる効果も絶大です。電気の通りにくさを表す電気抵抗は100倍から1000倍へと大きく跳ね上がり、光の反射率にいたっては最大で25%も変化することが実証されました。このように変化の幅が非常に大きいということは、データのONとOFFの状態を、極めて正確に判別できることを意味しています。これほどの高性能でありながら、薄膜を製造するプロセス自体は非常にシンプルであるため、生産コストを低く抑えられる点も見逃せません。
私は、この技術が単なるメモリーの枠を超えて、AI時代のインフラを支える基盤になると確信しています。電気だけでなく光の刺激にも敏感に反応する特性を活かせば、これまでにない超高感度なセンサー機器などへの応用も十分に期待できるでしょう。コストパフォーマンスに優れ、かつ地球環境にも優しい省エネ技術の誕生は、持続可能なデジタル社会を実現するための強力な追い風となるはずです。日本の科学技術の底力を示す素晴らしい成果として、今後の実用化が本当に待ち遠しいですね。
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