マイクロ・ナノエレクトロニクス

マイクロエレクトロニクスおよびナノエレクトロニクスは、電子コンポーネントの標準的な形状サイズが、100～0.1マイクロメートル（マイクロエレクトロニクス）または100ナノメートル以下（ナノエレクトロニクス）であるエレクトロニクスの分野の一つです。今日の高度な電子デバイスのメモリストレージ性能は、マイクロチップの密度を大幅に高めることで実現されています。電界効果トランジスタを小型化することで、より多くの部品を集積回路に組み込むことが可能になり、より強力でエネルギー効率の高い電子デバイスを、より軽量かつ低消費電力で実現することができます。  

ムーアの法則によると、単独のチップに搭載できるトランジスタの数は2年ごとに2倍になります。1965年にこの法則が最初に提唱されて以来、半導体製造技術はこの速度で進歩を続け、業界に変革をもたらしました。しかし、微細化のペースは鈍化しており、サブミクロン領域の電子部品の製造における主要な課題は、チャネル電流を制御するトランジスタゲートの設計です。電子部品が小型化するほど、その製造は困難になります。物理的効果や量子効果は、マクロスケールからナノスケールに至るまでの物質特性を変化させ、原子間相互作用や量子力学的特性に影響を及ぼします。

関連技術資料

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関連プロトコル

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カーボンナノチューブ、窒化ホウ素ナノチューブ、量子ドット、グラフェンといった革新的な材料の登場により、ナノテクノロジー、マイクロテクノロジーの微細化が進んでいます。これらを含む新しい材料は、微小なスケールにおいて極めて高い精度で成形・操作することができ、新規技術により、原子レベルまでの精密な厚さで電子材料を堆積および積層することが可能になっています。薄膜半導体デバイス製造技術では、導電体、半導体、絶縁性材料を使用して、大量かつ非常に低コストで先進的な機能を提供します。ナノエレクトロニクスの製造方法には、パターニング（リソグラフィ）、エッチング、薄膜蒸着、ドーピングなどの手法があります。

最近では、ナノテクノロジーと量子力学的効果における新しいアプローチに重点が置かれています。分子エレクトロニクスでは、バルクサイズの電極との電気的接触を確立に、単一分子が電子部品として使用されています。スピントロニクス（スピン輸送エレクトロニクス）では、電子のスピン特性を電磁場で操作することでスピン偏極電流を生成し、電荷のみでは得られない高いデータ転送速度、記憶容量、メモリ密度、処理能力を実現します。