600度の灼熱でも24時間持ちこたえる「極限メモリ」が誕生米大学が開発成功、人工衛星への実装に期待

摂氏600度に耐えるメモリをはじめ、極限の高温や低温でも動作可能な半導体技術の開発が進んでいる。特に、宇宙船や人工衛星などの高温環境、または極低温が求められる量子コンピュータの進展に伴い、これらのシステムを動作させる核心部品である半導体の技術も高度化が進んでいる。

26日の科学技術界の報告によると、米ミシガン大学の研究チームが、最高600度で24時間にわたり1ビットのデジタル情報を保存できる電気化学メモリ（ECRAM）を開発し、その成果を国際学術誌「デバイス」に発表した。「デバイス」は、三大学術誌の一つである「セル」の姉妹誌である。

ECRAMは、電子の移動ではなく、タンタルという希土類金属内の酸素イオンの移動を利用し、デジタル情報をより安定的に実現・保存できる。これはバッテリーの特性をメモリ半導体に応用したものだ。数百度の高温でも情報保存機能を維持するメモリの開発は依然として稀であり、今年4月、ペンシルベニア大の研究チームが窒化アルミニウムスカンジウム（AlScN）という特殊な素材を使い、600度で動作する強誘電性メモリを開発し、ネイチャー誌に発表した。

メモリに加え、電力半導体においても、サムスン電子やSKハイニックスが、窒化ガリウム（GaN）などの新素材を基にした次世代半導体の量産準備を進めている。さらに、より堅固な素材としてダイヤモンド電力半導体にも注目が集まっており、国内素材企業であるオブレイなどは、実験室でダイヤモンド結晶の成長に取り組み、経済的に実現可能なウェハー（基板）の作製研究を進めている。韓国電気研究院も最近、オブレイとの共同研究を開始した。

フィンランド国立技術研究所（VTT）からスピンオフした量子技術スタートアップ企業「セミコン（SemiQon）」は、マイナス272度で動作する世界初の相補型金属酸化物半導体（CMOS）トランジスタを来年発売する計画だと最近発表した。発熱は、従来のトランジスタと比較して1,000分の1に抑えたという。