IBMの「ノイズフリー」ナノラボ

今週、IBMは、スイスに世界最大のノイズのないナノ電子製造施設を建設する計画を発表しました。新しい施設は、外部の電磁ノイズ、熱ノイズ、および地震ノイズから機器をシールドすることにより、スピントロニクス、炭素ベースのデバイス、ナノフォトニクスなどの幅広い分野での研究を進めるのに役立つはずだとIBMは述べています。





ノイズをブロックする： アーティストのレンダリング（上）は、スイスのチューリッヒにあるIBMの新しいナノテク研究施設の設計を示しています。これには、世界最大のノイズのないラボが含まれます。各ラボのテストベンチ（下）は、空気圧スプリングに取り付けられた耐震ブロックの上に置かれます。ラボの2階建ては、部屋に入る人によって引き起こされる振動を含む振動を排除します。

エレクトロニクス研究がますます小規模に移行するにつれて、安定した実験室環境がますます重要になると、 IBMチューリッヒ研究所 。カーボンナノチューブを移動する個々の電子を操作して新しいトランジスタを設計しようとしている場合、トラックがゴロゴロと音を立てたり、近くの掃除機を使用したりすると、実験が中断され、再現性のない結果が生じる可能性があります。

私たちが目指しているのは、真にノイズのないものであり、これらすべての影響を遮断することです、とカイザースヴェルトは言います。最終的に、カイザースヴェルト氏は、これらの種類の施設は、従来のシリコン電子機器のクリーンルームと同じように、ナノ電子機器の設備になると述べています。



ヘンリー・スミス 、MITのナノ構造研究所の共同ディレクターはそれほど確かではありません。そのような施設が必要であるという確固たる証拠はありません、と彼は言います。振動を積極的に遮断することは、より優れたソリューションであり、はるかに低コストです。

しかし 張翔 カリフォルニア大学バークレー校のナノスケール科学工学センターの所長である、は、ナノテクコミュニティに興奮をもたらす新しい施設でリスクを冒すのはまさにIBMの意欲であると述べています。これは良い兆候だと彼は言います。

新しいラボは、同じくチューリッヒにあるスイス連邦工科大学と共同でIBMが建設している9千万ドルの65,000平方フィートの施設の一部です。 9,000万ドルの3分の1は、10,000平方フィートのクリーンルーム施設と2,000平方フィートの騒音のない実験室の建設に充てられます。他の場所のナノテクラボはさまざまな方法で保護されていますが、カイザースヴェルト氏によると、この200平方メートルはユニークなものになるでしょう。これらのノイズのないラボは、競争力を高め、より速く前進できるようにします。



IBMはコンピューターチップの製造を行っているとKaiserswerthは言います。しかし、ここ数年、チップ上のトランジスタの数を2倍にし、クロックレートを2倍にするという点で、ムーアの法則を満たすのに苦労してきました。業界が回路密度を高めるために伝統的に使用してきた技術は、シリコンの基本的な物理的限界にぶつかり始めています。非常に多くの企業や研究センターが、情報を保存して計算を実行するための新しい方法を開発しようとしています。

たとえば、IBMは、電子によって加えられる小さな磁力を使用して情報を保存し、電子の代わりに光子を使用して計算を実行できるように光を減速および曲げることで、ナノワイヤーからトランジスタを構築することを検討しています。

しかし、これらの新しいテクノロジーには、新たな課題が伴います。原子スケールの研究に移行すると、非常に低いエネルギーレベルを扱っているため、非常に感度の高い機器が必要になるとカイザースヴェルト氏は言います。また、計測器の感度が高いほど、環境の乱れに対する応答性が高くなります。 IBMチューリッヒの科学技術マネージャーであるPaulSeidler氏は、新しい機器を購入するたびに、どのラボが最適かを真剣に考えなければならないことに気付くでしょう。



そして、ナノテクノロジーがより高い精度を要求するより小さな構造を作ることにおいて進歩するにつれて、多くの研究室はますますこれを問題に気付くでしょう、とカイザースヴェルトは言います。張は同意します。これは業界が対処しなければならないことだと彼は言います。

IBMの新しい施設の各ラボには、空気圧ダンパーによって弾性的に支持された、別々のコンクリートブロックに取り付けられたテストベンチがあります。これらは、振動を吸収する高質量コンクリートスラブに取り付けられます。この二重の床は、部屋に入る人によって引き起こされる振動さえも排除します。

同様に、ラボは、近くの鉄道や他のラボによって引き起こされるような恒久的な電磁界から保護するために、パッシブ電磁シールドのように機能するケージに効果的に収納されます。センサーベースのアクティブシールドは、周期的な電磁妨害を補正します。カイザースヴェルト氏によると、5ナノテスラ、つまり地球の磁場の1万分の1までシールドすることができます。



これは次のレベルの精度です、とSeidlerは言います。多くの点で、それはナノエレクトロニクスが到着したことを示しています。

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