銅とナノカーボンの複合材も有望

──まだまだ、可能性の天井が見えていないのですね。

起こっている現象は解明できていませんが、非常に有用なデータが他にもあります。Cuとグラフェンを組み合わせた複合材を配線に使うことで、Cu配線の弱点を補うことができるという報告があります。微細なCu配線に許容度を超える大きな電流を流すと、断線してしまいます。ただし、Cuの上にグラフェンを積んだ複合材ならば、Cuだけで配線を作った時よりも許容度を上げることができることが分かってきました。

また、産業総合技術研究所は、CuとCNTを組み合わせた複合材でも信頼性が高まると報告しています。伝導率も、CNTだけだとあまり良い結果が得られないのですが、複合材として使うと銅と同程度の値が得られるようです。こうした結果がなぜ得られるのか理由は分かっていません。しかし、現在使っている材料であるCuを補うかたちでナノカーボン材料の利用が始まれば、これを使いこなす技術が徐々に成熟していくのではないかと期待しています。

──ナノカーボン材料は、半導体デバイスをさらに微細化していくためには欠かせない材料になるかもしれませんね。

微細化だけではなく、"モアザンムーア"や"ビヨンドCMOS"に向けた、新しい応用の可能性も続々と提案されています。さらに放熱材としても、補強材としても、光デバイスの材料としても使えます。

例えば、CNTを使って、量子効率が100％以上の太陽電池を構成できる可能性があることが、理論的に示されています。1個の光子から、2対の電子・正孔対を生み出すことができるようなのです。ただし、これはまだ実験的には確かめられていません。また、スピントロニクスの材料としての可能性もあります。CNTやグラフェンは電子のスピンを同じ状態で長い距離伝達できます。これを利用して、現在のCMOSや不揮発性メモリーなどを置き換えるデバイスを作ることができるかもしれません。

私は、ナノカーボン材料は、デバイス形成の基幹材料になるのではないかと感じています。