産総研とNTT、電子1個でオン・オフを表現するデジタル変調技術を開発

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電子1個を制御できる素子の電子顕微鏡写真(左)と今回開発したデジタル変調技術の模式図(右)

産業技術総合研究所(産総研)とNTTは2018年2月2日、電流の最小単位である電子を1個単位でオン・オフ制御できる単一電子デジタル変調技術を開発したと発表した。

ナノテクノロジーの発展に伴い、さまざまな研究分野で測定対象の微細化が進み、微小電流計測の重要性が高まっている。一方、電流は電子の流れなので、電子1個1個を正確に制御・検出できれば、従来の計測器では不可能だった精度での電流発生・計測を実現できる。

研究グループは今回、デジタル信号処理の分野で用いられるデジタル変調に着目。デジタル変調では、デジタル信号の各ビットのデータ1と0を電気信号のオンとオフに対応させ、オン信号の密度分布を変化させることで任意の波形を発生できる。この原理を電子1個の制御に応用し、電子の密度を時間的に変化させることで、任意波形の交流を発生させることに成功した。

研究グループは、同技術によって発生させた任意波形の交流電流は、微小電流計測の基準として用いれば、計測精度の向上へとつながると説明。次世代素子の動作性能の評価やナノ構造内の物理現象の解明などへの貢献が期待できるとしている。また、今後は、ビットエラーの低減や評価の研究開発を行うとし、発生できる電流量の増加も目指すとしている。

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