Display sizes have steadily shrunk while resolutions have soared, bringing screens ever closer to our eyes.In the early days, televisions and projectors were designed for shared...
新しい研究により、ホログラフィック画像投影技術に革命的な進歩がもたらされ、エンターテインメント、ゲーム、通信、スマートデバイスなどの分野での応用が期待されています。ホログラフィーは、長年にわたりSFの定番技術であり、スター・ウォーズやブレードランナー2049などの映画では、先進技術や未来的な要素を表現するためにホログラムを使用しています。このインタラクティブ3Dビジュアル作成技術は、エンジニアや科学者を長年にわたり魅了してきましたが、実現することは容易ではありませんでした。ホログラフィーでは、波状の光を記録して後で再構築することができ、レンズを使用せずに独自の3D画像を作成する手段を提供します。しかし、従来のホログラフィックプロジェクターは、巨大な光学機器と外部のコヒーレント光源が必要であり、使用が制限されます。したがって、セントアンドリュース大学の研究者は、ナノフォトニクスとディスプレイ技術の交差点で革命的なアプローチを発表しました。ここでは、OLEDがメタサーフェスと直接統合されています。“ホログラフィックメタサーフェスは、光を制御するための最も多機能な材料プラットフォームの一つです。この研究により、メタマテリアルの日常的な応用で採用を妨げていた技術的障壁の一つを除去しました。このブレークスルーにより、バーチャル・オーグメンテッド・リアリティなどの新しい応用分野でホログラフィックディスプレイのアーキテクチャが大幅に変化することができます。” – Andrea Di Falco、School of Physics and Astronomyのナノフォトニクス教授研究論文「OLED illuminated metasurfaces for holographic image projection」は、Light: Science & Applicationsに掲載されています。有機エレクトロルミネッセンス（OLED）とは、薄膜型の光電子デバイスで、広い可調整性、軽量、簡単な製造が特徴であり、現在の携帯電話やテレビディスプレイで広く使用されています。世界のOLED市場規模は、2024年から2030年までに19.4%の年間成長率で成長し、152.83億ドルに達すると予測されています。OLEDは表面光源としても使用されており、センシング、バイオフォトニクス、無線通信などで使用されています。ここでは、他の技術と統合する能力が、ミニチュア化されたフォトニックプラットフォームの優れた候補者となっています。ディスプレイや新しい応用分野では、OLEDの遠方放出の制御が非常に重要ですが、最新の研究では、現在の研究の焦点は主に電気ルミネッセンス（EL）スペクトルと放出方向性の調整にあります。しかし、最新の研究では、単一のOLEDがメタサーフェスと組み合わせて高解像度画像を投影できることが実証されています。このメタサーフェス-OLEDプロジェクターにより、研究者は遠方放出を直接操作し、スクリーン上にホログラフィック画像を表示できます。新しいプラットフォームは、ホログラフィックディスプレイに対する無比の制御を提供し、光学エンジニアリングと視覚体験の限界を拡大します。研究者は、デモンストレーションが、高度に統合されたミニチュア化されたメタサーフェスディスプレイを実現する方法を提供することができると考えています。OLEDs for Holographic Image Projection電子デバイスの重要な構成要素である半導体は、通信、ヘルスケア、輸送などからコンピューティング、クリーンエネルギー、軍事システムなどまで、すべての分野で進歩を促しています。半導体は、電流を正確に制御することを可能にし、現代の電子デバイスの機能を実現します。半導体は、導体と絶縁体の中間の電気伝導性を持つ材料です。半導体の特性は、ドーピングと呼ばれるプロセスを通じて制御できます。半導体には、材料組成、構造、電気の伝導方法に基づいて、さまざまな種類があります。内部半導体は、シリコン（Si）やゲルマニウム（Ge）などの不純物がほとんどありませんが、外部半導体は、伝導性を制御するために不純物でドーピングされています。N型は、余分な電子を追加する元素でドーピングされていますが、P型は、正の電荷キャリアである「穴」を作成する元素でドーピングされています。 Swipe to scroll →...
How Spintronics Could Revolutionize ComputingProgressively, the world of hardware computing is starting to look beyond silicon chips, or even classical forms of binary computing altogether. This...
スピントロニクスがコンピューティングを革命する方法ハードウェアコンピューティングの世界は、シリコンチップや、あるいは古典的な二進法コンピューティングの形式を超えて、次のステップを模索し始めています。これは、コンピューターとデータセンターの通常のチップやメモリが、最新の世代ではトランジスターがわずか数ナノメートルのサイズになっているため、構築するのがますます困難になっているためです。 別の要因は、特にAIシステムの場合、コンピューティングパワーの需要が増続けるにつれて、エネルギー消費が問題になってきていることです。 解決策は多数提案されており、量子コンピューティングやフォトニクスが、コンピューティングの需要を減らしたり、高速化・エネルギー効率の向上を実現したりするための最も注目されている選択肢です。 もう1つの選択肢はスピントロニクスで、電流（電子の流れ）ではなく電子のスピン、つまり量子特性を利用します。 科学者たちは、スピントロニクスを、コンピューティングニーズの重要な部分を代替できるほど効率的にすることを目指しています。 韓国科学技術院（KIST）、ソウル国立大学、韓国の国産大学、延世大学、ドイツのマインツ・ヨハネス・グーテンベルク大学の研究者による最近の科学論文では、スピン損失を磁化に戻すことができることが発見されています。これにより、スピントロニクス電子機器がさらにエネルギー効率を高めることができます。 彼らは結果をNature Communications1に「磁化スイッチングをマグノニックスピン消散が駆動する」というタイトルで発表しました。 中国科学院、国家シンクロトロン放射研究所（中国）、上海科技大学、北京航空航天大学の研究者による別の最近の発見では、スピントロニクス材料の不完全性を利用して、電子機器を高速化・スマート化・エネルギー効率を高める方法が見つかりました。 彼らは結果をNature Materials2に「軌道ホール効果の非慣性スケーリング」というタイトルで発表しました。スピントロニクスの利点と潜在的な応用伝統的な電子部品、たとえばトランジスターは、シリコンから作られ、半導体に依存しています。二進法の0と1の信号は、電流の通過または遮断を示します。 計算を行う別の方法は、スピントロニクスデバイスを使用することです。これらは、電流（電子の流れ）ではなく電子のスピン（基本的な量子特性）で動作します。 データは、電子のスピン角運動量（電子の「上」または「下」の向きを想像できます）と軌道角運動量（電子が原子核の周りを動く方法を記述します）にエンコードできます。 これは、0と1のみよりも多くの情報を含むため、スピンは伝統的な電子機器よりも原子あたりのデータをより多く含むことができます。 スピントロニクスには、古典的な電子システムよりもいくつかの利点があります。特に： 高速のデータ転送が可能です。スピンは電流を維持するために必要な電力よりも速く変更できます。 エネルギー消費が少ないです。スピンを変更するには、電流を維持するために必要な電力よりも少ない電力が必要です。 複雑な半導体材料ではなく、単純な金属を使用できます。 スピンは半導体の状態よりも変化しにくいため、データの保存がより安定します。 スワイプしてスクロール → 特徴 伝統的な電子機器 スピントロニクス 情報キャリア 電流（0または1）...
テキサス・インスツルメンツ：アメリカのアナログ半導体リーダーテクノロジーと半導体業界は、新しい大きなものに非常に焦点を当てていることが多い。それは、最新の最も強力なタイプのチップ、たとえば3nmノードチップで、TSMCがリードしている、または最も先進的な製造方法、たとえばEUVで、ASMLの独占、またはNvidiaからのAIハードウェア(これらの会社の報告書についてはリンクを参照)。しかし、世界で使用されている半導体の多くは、最新の最も先進的なテクノロジーではない。自動車、ラジオ、洗濯機、家電、戦車、ミサイル、戦艦に組み込まれるタイプの電子部品である。これがなぜ、ボリューム別に最大の半導体会社を分析する際に、テクノロジー投資家によってあまり議論されない名前が浮かび上がるのかである。米国と西側諸国が、中国のサプライヤーから半導体サプライチェーンを確保しようとする中で、ますます戦略的に重要な会社となっている。テキサス・インスツルメンツの概要テキサス・インスツルメンツの歴史とマイルストーン1930年に設立されたテキサス・インスツルメンツは、現在もダラスに本拠地を置いている。もしかしたら、典型的なテキサス物語かもしれないが、この会社は、Geophysical Service Incorporated（GSI）という名の石油探査会社として始まった。第二次世界大戦の前夜、石油探査技術が潜水艦の探知にも使用できることを認識し、GSIは政府向けに軍用電子機器の製造を開始した。会社は軍用電子機器に焦点を当て、1951年にテキサス・インスツルメンツに社名を変更し、1953年にニューヨーク証券取引所に上場した。1950年代には、TIは1954年に最初の携帯式トランジスタラジオを製造し、急成長するIBMの主要ベンダーとなった。TIは早くから技術革新を取り入れた。1954年には、ゲルマニウムトランジスタからシリコントランジスタへの切り替えを行った。1958年には、同社のエンジニアであるジャック・キルビーが、シリコンベースの集積回路を発明した。1971年、テキサス・インスツルメンツは最初の携帯式電卓を作成し、最初のマイクロプロセッサの特許を取得した。しかし、会社は1980年代と1990年代に、高級消費者向け電子機器市場を獲得することに失敗し、最終的に軍用および商用電子部品の契約を獲得し、最初の逆合成アペルチャーレーダーと最初のシングルチップガリウムアーセニッドレーダーモジュールを開発することで回復した。防衛部門は1997年にレイセオンに売却された。残りの事業は、アナログ技術（以下参照）に焦点を当てた。2011年、TIはNational Semiconductorを65億ドルで買収し、TIを世界最大のアナログ技術コンポーネントメーカーにした。現在でも、アナログ半導体が会社の中心を占め、収益の3/4を占める。会社の2つの最大の市場は、自動車と産業用品で、パーソナルエレクトロニクスに続く。TIのアナログおよび組み込み半導体技術世界の大多数のコンピューター、スマートフォン、データセンターなどは、デジタル信号で動作している。データを特定の、明確な値で符号化している。通常、2進コード（0と1）で表される。対照的に、アナログ信号は、連続した、滑らかに変化する性質によって特徴づけられる。指定された範囲内で無限の数の値を取ることができる。一般に、デジタル信号はより正確で、特にデータ伝送の場合、ノイズに敏感性が低い。複製も容易である。アナログ信号は、音、温度、圧力、化学組成などの連続的に変化する変数を表現するのに最適である。例えば、アナログオーディオシステムは、サウンドウェーブをより正確に捉え、元のサウンドの繊細さとニュアンスを保持することができる。アナログコンポーネントはタイミングが重要なアプリケーション、たとえばオーディオとビデオ処理に最適である。アナログ電子コンポーネントはまた、デジタル電子コンポーネントよりも消費電力が少なく、一般的に安価で頑丈である。ただし、アナログシステムを設計することは、デジタルコンポーネントよりも複雑である。アナログシステムは全体的に柔軟性が低い。テキサス・インスツルメンツの事業数字で見る世界経済が成長し、より多くの機器が半導体コンポーネントを組み込むにつれて、チップやその他の電子部品の消費量も増加する。これは、2019年の水準を下回る出荷量があるものの、長期的には消費量の増加のトレンドに従っている、ある程度の周期的な市場である。これは、テキサス・インスツルメンツの収益成長に影響を与えていない。過去10年間で全体的に7%のCAGRを達成し、コア市場である産業および自動車市場では13%のCAGRを達成した。産業と自動車のセクターは、2014年には約40%だったTIの収益の割合が、2024年には約70%に増加した。全体として、会社は8万を超える異なる製品を販売しており、34,000人以上の従業員によって生産されている。これは、会社のカタログの深さを反映している。全体として、会社は年間数十億個のチップを生産している。全体として、テキサス・インスツルメンツには非常に多様な顧客ベースがあり、10万を超える顧客がおり、多くの業界やサービスにとって重要なサプライヤーとなっている。TIが生産する大部分のチップは、28nmから130nmのノードサイズの範囲にある、「成熟した」技術である。会社の主要施設は、米国、日本、ヨーロッパ、中国にあり、台湾や東南アジアに複数の組み立て/テストサイトがある。自動車自動車市場は、車内の電子機器の複雑さの増加によって推進されている。多くのセンサー、パワースイッチ、カメラ、レーダーなどがある。一般に、EVやハイブリッド車の増加は、自動車メーカーが車のシステムに従来のガソリンエンジン車よりもはるかに大きな電力供給を提供するように圧力をかけている。産業産業市場は、電動工具、モーター、家電、医療機器、航空宇宙、IoTなど、多くの「見えにくい」機器をカバーしている。別の関心事のあるセクターは、ロボティクスである。アナログセンサーと制御は、デジタル信号よりも柔軟で、エネルギー効率が高く、現実世界の入力/出力に合う。産業の顧客ベースは非常に多様で、TIのポートフォリオ全体で数千の製品を購入している。その他他のセクターでは、エネルギーはテキサス・インスツルメンツにとって成長している分野である。特に、太陽光発電システム（パネル+インバーター+ストレージ）には、システムあたり200以上のチップが含まれており、約350ドルの価値がある。スマートパワーグリッドの自動化と保護もTIの製品を活用している。スマートビルディングシステム、たとえばスマートセラーズ、ドアロック、運動、湿度、温度を感知できる家電も、急成長している市場である。宇宙技術は、軌道に到達するコストの低下により、ブームを迎えており、アナログ電子機器にも利益をもたらす可能性がある。放射線の高い環境では、アナログ機器の堅牢性と信頼性がデジタル機器よりも優れているためである。「衛星オペレーターは、軍事仕様に従って製造された放射線強化コンポーネントに依存しなければなりません。TIでは、システムのニーズと信頼性のニーズのバランスをとるのに役立つ、さまざまなデバイスの分類を提供しています。 私たちは、幅広い放射線強化および放射線耐性デバイスを提供して、システムレベルの仕様を満たし、信頼性のニーズに対処しています。」 ローラ・ミューラー – テキサス・インスツルメンツの航空宇宙・防衛担当ディレクター テキサス・インスツルメンツの競争上の地位テキサス・インスツルメンツは、アナログチップ事業を4つの主要な競争上の優位性に基づいて構築している。ポートフォリオのサイズ幅広いポートフォリオにより、顧客はTIにアナログチップや半導体コンポーネントのほとんどまたはすべてを頼ることができる。顧客あたりの販売数も増加し、顧客獲得やアカウント管理に関連するコストが削減される。販売のリーチと直接販売会社の評判、世界的な存在感、そして大きな販売チームにより、会社は販売担当者あたりの販売数を増やしている。この強い存在感は、会社に顧客のニーズや市場のトレンドに関する洞察を与え、業界の最前線に立つことを助けている。テキサス・インスツルメンツは最近、販売方法を大幅に変更し、TIから直接購入することを容易にした。会社のオンラインプレゼンスを再構築し、会社のウェブサイトから直接購入できるようにした。これは、顧客、プロジェクト、プロジェクトあたりのソケット数、洞察の増加による成長に貢献した。製品の長寿命TIの製品のほとんどは、半導体業界で一般的なものよりもはるかに長く関連性を持ち、価格も安定している。スマートフォンで使用される最新のチップが2〜3年で「旧式」になる一方で、TIのチップの多くは10〜20年以上関連性を持ち続ける。一度チップが工業用機器や自動車設計に検証され、信頼されると、市場に出ている間、そしてメンテナンスや修理のために需要がある限り、生産が続けられる。製品の長寿命は、また、新しいファウンドリーへの資本投資がより長い期間にわたって償却されることを意味し、TIの事業の資本強度を半導体業界の他の部分と比較して低減する。コストと300mmファブTIは、300mm（0.3メートル）のシリコンウェハーを使用している。これは、競争他社が使用する標準の200mmよりも大きい。300mmウェハーは大きいため、各エッチングステップでより多くのチップを収めることができ、TIはチップを40%安く生産でき、全体的な粗利率も8%増加する。これにより、TIは競争上の優位性を得ることができ、低迷時には価格を下げることができ、アイドル容量を保持してブーム時には迅速に回復できる。会社は、2035年までに製造能力の拡大を計画している。TIは95%のシリコンウェハーを自社で生産しており、サプライチェーンに対する制御と安全性が非常に高い。これにより、地政学的な脆弱性も大幅に軽減される。ファウンドリーの内部でのチップのテストとパッケージ化も、コストを削減するのに役立つ。テキサス・インスツルメンツの将来ロボティクスと再産業化スマートファクトリーは現在、アナログチップの需要を高める強力なドライバーとなっている。工業用ロボット、移動式組立ライン、センサーなどが、ますます重要になっている。ロボットがアナログデバイスに強く依存する理由は、現実世界の入力を連続的に処理できる能力と、エネルギー消費が少ないことである。一般に、産業の米国への移転は、サプライチェーンのすべてのレベルで半導体消費を支えることを目的としており、機械工具から完成品まで、すべての製品に米国製半導体チップが必要となる。防衛純粋に防衛に焦点を当てたタイプの電子コンポーネント、たとえばレーダーセンサーは、テキサス・インスツルメンツのポートフォリオには含まれない。しかし、中国からサプライチェーンを多様化する必要性は、米軍が現代の戦術に適応するためにドローン生産の国内産業が必要であることを意味する。ウクライナでの戦争が示したように。したがって、国産で信頼性の高い半導体の供給は、テキサス・インスツルメンツにとって成長の潜在性を表す。セクターのイノベーションも、たとえばバッテリーの荷重予測の改善により、市場シェアを獲得するのに役立つ。資本戦略買収歴史的に、テキサス・インスツルメンツの成長は、買収と有機的な成長の組み合わせであった。1996年以降、National Semiconductorの買収を含め、15件を超える大型買収を行ってきた。技術革新は、TIにとって1950年代から1970年代初頭ほど重要ではない。代わりに、会社は最も優れたチップを最低コストで生産することに焦点を当てている。300mmウェハーを使用した製造への移行は、その努力の顕著な例である。資本配分会社の戦略の結果として、資本支出に重点が置かれている。全体として、会社は2030年までに年間20〜50億ドルの資本支出を計画している。営業キャッシュフローは、過去数年間で増加しており、計画されている資本支出を支援するのに十分である。会社は、収益の25〜35%を自由キャッシュフローに変換することを目標としている。この自由キャッシュフローの40〜80%は、株式買回りを含む、すべてのキャッシュリターンが株主に分配される予定である。これにより、テキサス・インスツルメンツは、収益に対するキャッシュリターンの割合でS&P 500の95パーセンタイルに位置する。配当は、過去5年間で10%のCAGR、過去10年間で16%のCAGRで着実に増加している。一方で、2004年以降に発行済株式は47%減少した。2021年以降の資本支出の増加と、2025年以降の数多くの新しい300mmファブの稼働により、テキサス・インスツルメンツの生産は大幅に増加することが予想される。低コストでの生産により、会社は競合他社に対して市場シェアを獲得することができ、セクターの長期的な成長トレンドと米国の再産業化トレンドに加えて、さらに成長することができる。「私たちは、自由キャッシュフロー1株あたりの長期的な成長が、価値を生み出すための究極の尺度であるという信念に焦点を当て続けるでしょう。私たちは、競争上の優位性を強化するために投資し、資本配分に際しては厳格で、効率性の追求に努めるでしょう。」 結論 テキサス・インスツルメンツは、半導体業界の非常に重要で、しかし時々忘れられている部分である。会社は、年月を経て、「古い」チップやその他の半導体製品で優れた専門知識を開発してきた。これらの製品は、産業や自動車の生産のすべてのレベルで不可欠である。 アナログ半導体は、旧式であるというよりも、現代の世界で「十分な」チップを提供するという点で、独自の利点を持っている。安価で信頼性の高い製造プロセスで構築されたこれらのチップは、より強力な計算が可能な新しいチップよりも、優れた結果をもたらす。 ロボティクスが工場の床を超えて拡大し、安価なドローン技術の重要性、米国政府の再産業化目標の文脈では、テキサス・インスツルメンツはこの機会から恩恵を受けるために最適な位置にいる。 会社は、この機会に多くを投資しており、近年または近い将来に完成する多くの新しい300mmファブがある。 最新のテキサス・インスツルメンツ（TXN）株式ニュースと開発
高放射線環境用の電子機器の構築電子機器は、過去数十年間に発明されたほぼすべての技術の核心です。世界がさらに多くのプロセスとデータをデジタル化するにつれて、これは毎日より真実になるでしょう。しかし、いくつかの環境では、標準の電子機器は追いつくのに苦労します。そうした環境の1つが粒子加速器です。一方で、粒子加速器は1秒あたり数テラバイトのデータを生成するため、追いつくために超効率的な電子コンポーネントが必要です。他方で、生成される放射線の量は、電子システムを混乱させる傾向があります。スイスのCERNにある科学者たちは、このジレンマに直面しました。CERNのLHC粒子加速器では、世界最大のもので、測定を困難にする放射線が発生していました。「私たちは標準的な商用コンポーネントをテストしましたが、すべて壊れてしまいました。放射線が強すぎました。何かが機能するようにしたいのであれば、自分で設計しなければならないと気づきました。」 コロンビア大学の博士課程の学生、Rui (Ray) Xuこの種の最初のチップは2017年に開発され、2022年にATLAS実験のためにテストされました。ATLASは、直径46メートル（150フィート）、直径25メートル（82フィート）の、史上最大の粒子検出器です。検出器には、100万を超える感度の高い電子チャネルが含まれており、衝突によって生成される粒子を記録します。複数のサブ検出器を含み、それぞれが別の役割を果たして、同時に光子、電子、ミューオン、パイオンなどを検出します。2つ目のチップであるデータ取得ADCは、最近最終テストに合格し、現在は完全な生産中です。これは、最近の論文1に詳しく記述されており、IEEE Explore誌に「ATLAS Liquid Argon Calorimeter Readout用の放射線強化8チャネル15ビット40-MSPS ADC」というタイトルで掲載されています。放射線が電子機器に与える影響電子機器の黎明期以来、放射線が電子コンポーネントを損傷させたり、誤ったデータを出力させたりすることが知られている。放射線がもたらすさまざまな影響の中で、最も問題となるものは、以下のように簡単にまとめることができます： トランジスタの電圧の変化により、誤ったデータが生成されたり、トランジスタが破壊されたりする。 メモリコンポーネントの個々のビット（0と1）が反転する。 統合回路の電気的または熱による焼き尽き。 光検出器や光発光器への損傷により、即座に破壊されたり、寿命が短くなったりする。 これは、高放射線環境、例えば宇宙、医療用加速器（放射線療法、レントゲン撮影）、または核施設において、深刻な問題です。この問題を解決するひとつの方法は、シールドを使用することです。つまり、電子機器を保護層の後ろに置くことです。保護層は、通常、水または重元素である鉛など、放射線の種類によって異なります。別の選択肢は、冗長性とエラー訂正です。コンポーネントが複数のコピーを持っている場合、またはプログラムが複数回実行される場合、1つだけのエラーを検出して無視することができます。最後の選択肢は、放射線に自然と耐性のある電子システムを構築することです。これは、シールドが実現不可能な、粒子加速器の検出器のような、放射線に直接さらされる電子システムにのみ適用可能です。 放射線の影響 説明 影響 電圧しきい値の変化 放射線がトランジスタの動作を変える 論理エラーまたはコンポーネントの故障を引き起こす シングルイベント・アップセット（SEU） メモリまたは論理回路のビット・フリップ データを破損させるか、システムをクラッシュさせる可能性がある ラッチアップ 荷電粒子によって誘発されるショートサーキット...
シリコンカーバイドの台頭：シリコン時代遠い将来、歴史家は私たちの時代をシリコン時代と呼ぶかもしれない。最初の印象では、これはコンピューター、スマートフォン、家電、そして近いうちに私たちの脳にも普遍的に存在するシリコンチップのためである。しかし、これがシリコンの唯一の用途ではない。シリコンは、普通の砂の中に豊富に含まれる材料である。ポリシリコンは、私たちを太陽パネルと呼ばれるものに近づけているほとんどの太陽パネルの基本構成要素である。シリコンに基づく新しいタイプの材料が、同等に重要になりつつありますが、投資家や一般の人々によってあまり知られていないです：シリコンカーバイド。シリコンと炭素のこの組み合わせは、シリコン単独よりもいくつかの重要な特性で優れています： 10倍高い電界容量を持ち、非常に大きな電力負荷を処理できる。 結果として、シリコンカーバイドデバイスは小さくて、より迅速にオンとオフを切り替えることができる。 「通常の」シリコンの3倍の熱伝導率を持ち、高い電荷にさらされたときに熱をより迅速に放散できる。 より小さい損失により、効率が向上し、余分な熱生成も少なくなる。 これらの特性により、シリコンカーバイドは、高電力使用と電子機器に関するすべてのアプリケーションで不可欠になりました：太陽光発電インバーター、電気自動車、産業用電源供給など。シリコンカーバイド101シリコンカーバイド、別名カーボランダム、またはSiCは、流星の中で自然に発見できますが、地球上ではほとんど見つけることができません。この材料は、200種類以上の異なる結晶構造を持ち、それぞれがわずかに異なる化学的および物理的特性を持っています。電気伝導率と熱伝導率に関しては、シリコンカーバイドはシリコンをほぼすべての指標で上回っています。シリコンカーバイドの生産シリコンカーバイドの大量生産は比較的簡単で、1893年に特許出願された電気バッチ炉法を使用しています。このプロセスでは、珪砂（砂）と炭素（コークス）を混合して、高温（通常1600°C～2500°C）に加熱します。窒素とアルミニウムは、この製造プロセスから共通の不純物ですが、SiCの電気伝導率に影響します。高純度レベルが必要な電子部品の生産に主に使用される代替方法は、物理気相輸送（PVT）、化学気相成長（CVD）、または液相エピタキシー（LPE）です。これらの方法は、シリコンカーバイドを供給する方法が異なりますが、すべてが初期の結晶を作成し、それを成長させるという考えを共有しています。大きな結晶は、電子生産のためのシリコンウェハーと同様に、非常に薄いスライスに切断され、シリコンカーバイドウェハーに変換されます。全体として、シリコンカーバイドの製造プロセスとサプライチェーンは、シリコン製造業と非常に似ており、CVD、ウェハーなど、同様のプロセスが使用されています。この材料が取ることができる200以上の結晶形状のため、大規模生産のためにプロセスをテストし、正確な計算を行う必要があります。これらのプロセスの情報は通常、個々の会社に特有のものであるため、特定のシリコンカーバイド製造プロセスの作成の初期段階では研究開発が必要です。世界のシリコンカーバイド生産の半分は中国にあり、2023年の水準と2027年の間で生産能力がほぼ4倍になることが予想されています。シリコンカーバイド市場シリコンカーバイドは2024年にまだ小規模な市場で、価値は42億ドルしかありません。ただし、2034年までに342億ドルに達する、34.5％のCAGRで非常に急速に成長することが予想されています。パワー用途（SiCモジュール）は、シリコンカーバイドの需要を高める上で最も成長が予想されています。市場は、金属不純物を含む黒いシリコンカーバイドと、高純度のシリコンカーバイド（緑色シリコンカーバイド）または結晶の直接生産（「その他の種類」）に分けることができます。黒いシリコンカーバイドは、主に安価な研磨材のために生産されますが、緑色シリコンカーバイドまたは結晶の直接生産（「その他の種類」）は、高テクノロジー用途に使用される原材料です。パワー用途では、電気自動車やその他のグリーン車両（ハイブリッド車、燃料電池車など）が、シリコンカーバイドの需要を高める上で主な原動力となることが予想されています。 セクター SiCの使用 利点 電気自動車 インバーター、チャージャー、電力制御 効率の向上、航続距離、高速充電 太陽エネルギー SiCベースのインバーター 効率の向上、より小型化 航空宇宙 熱シールド、ミラー 熱抵抗、低膨張 ロボティクス＆データセンター 電力電子、モータードライブ 低電力損失、ミニチュア化 国防＆安全 防弾板、ブレーキシステム 硬度、熱および衝撃抵抗 シリコンカーバイドの用途電気自動車におけるシリコンカーバイド来る10年でシリコンカーバイドにとって最も重要な用途は、電力電子で、この材料が最も不可欠です。このカテゴリの最大のサブセクションは電気自動車で、31％の年間成長率で成長することが予想されています。SiCは、電力電子やコントローラーにのみ存在するのではなく、バッテリー、モニタリングシステム、車内および充電ステーションのチャージャーにも存在します。2023年には、シリコンカーバイドインバーターが電気自動車の航続距離を7％延ばすことが実証されました。以来、多くの新しい電気自動車の設計では、より多くのSiCコンポーネントを組み込むようになりました。電気自動車セグメントからの需要の成長は、重量級車両のようなトラックに電気自動車が切り替わる場合に過小評価される可能性があります。これには、複数の電気自動車を動かすのに十分なバッテリーパックと、より強力な充電システムが必要です。シリコンカーバイドは、充電時間をわずかな時間に削減することを目指す「スーパーチャージャー」にも重要です。低い熱ストレスとより一貫した電力供給は、バッテリーの寿命も助けるでしょう。シリコンカーバイドの役割：グリーンエネルギーと太陽光発電SiCベースのインバーターは、太陽光発電で99％の効率を達成できます。一方、従来のシリコンベースのインバーターは96〜98％の効率しか達成できません。表面上では小さく見えるかもしれませんが、これは太陽光発電の設置期間中に大量の余分なエネルギーにつながります。シリコンカーバイドは、シリコンデバイスが一般的に150°Cまでしか耐えられないのに対し、300°Cまでの温度に耐えることができます。また、10倍の電圧にも耐えることができます。全体として、SiCインバーターは、従来のシリコンベースのインバーターよりも効率が高く、耐久性が高く、サイズが小さく、コストが低いです。シリコンカーバイドのその他の用途シリコンカーバイドは、モーター駆動を小型化し、関節内に直接配置できるため、ロボティクスでも使用されています。また、データセンターでも重要性を増しており、AIによる電力需要の増加に応じて、シリコン以上の強力な電力供給と制御電子機器が必要です。1907年に最初のLEDを作成するためにシリコンカーバイド結晶が使用されました。西側諸国とソビエト連邦で1970年代と1980年代に大量生産され、現在のLEDの大量採用につながりました。SiCは、ガロンニトライドに代わったものの、現在でもLEDに使用されており、ガロンニトライドを堆積させる基板として、また強力なLEDでの熱散逸に使用されています。研磨材シリコンカーバイドは非常に硬い材料であるため、研磨材として、グラインドストーン、サンドペーパー、金属やセラミックスなどの材料を研ぐための研磨製品に使用されます。通常、研磨材として使用されるのは、低品質で、不純物が含まれている黒いシリコンカーバイドです。高品質のシリコンカーバイドは、カッティングツールにも使用され、シリコンカーバイドの非常に高い硬度を利用していますが、高純度によりさらに強固で脆さが少なくなります。保護材料シリコンカーバイドの組み合わせは、高い硬度と熱抵抗性により、他の用途でも重要です。通常、硬いセラミックスに焼結（部分焼結）されます。例えば、セラミック防弾板の生産、特に個人用防弾ベストで、シリコンカーバイドが市場の27％を占めています。また、ヘリコプターの防弾にも使用されています。これらの焼結セラミックスは、自動車のブレーキやクラッチにも使用されます。シリコンカーバイドセラミックスは、NASAのLOFTIDインフレータブル熱シールドの外側熱保護層などの宇宙用途にも使用されます。シリコンカーバイドのもう1つの宇宙用途は、化学気相成長により大きなシリコンカーバイドディスクを作成し、それを天文台のミラーとして使用することです。低熱膨張は、天文台の精密機械のフレームとしても使用できます。化学触媒シリコンカーバイドの高い電気への反応性により、新しい形の電気触媒としての潜在的な候補者となります。これらの反応は通常、立方シリコンカーバイドと呼ばれるシリコンカーバイド結晶の形をとります。たとえば、シリコンカーバイドは、水を直接水素に分解する太陽光触媒としての改善された水素の光触媒として適していることが最近発見されました。立方シリコンカーバイドは、炭化水素の酸化の触媒サポートとしても使用できます。最後に、シリコンカーバイドはグラフェン半導体の生産に使用される可能性があります。原子力エネルギーシリコンカーバイドには中性子を吸収する強い能力があるため、原子炉燃料の被覆材や原子力廃棄物の容器として使用されます。シリコンカーバイドセンサーは、原子力施設や環境、医療施設などの放射線レベルを監視するために使用されます。シリコンカーバイドの放射線や熱変化への耐性により、NASAや他の国が月や火星の基地を計画している宇宙用原子力炉にも適した材料です。宝石炭素に基づく結晶であるシリコンカーバイドは、ダイヤモンド（純粋な炭素）と多くの特性を共有しており、合成モイッサナイトと呼ばれる宝石として使用されています。希少地元素のリスクを軽減するためのシリコンカーバイド米中の貿易戦争、関税、制裁により、自動車業界は中国製の希少地元素の供給不足に直面しています。たとえば、フォードは工場を閉鎖しました。この問題に対処するための1つの解決策はシリコンカーバイドです。シリコンカーバイドにより、永久磁石を必要としない別々に励起された同期モーターが可能になります。一方で、シリコンカーバイド事業は電気自動車のサプライチェーンが大幅に混乱した場合に苦労する可能性があります。一方で、将来的には希少地元素への依存を減らすために、新しい電気自動車の設計でより広く採用される可能性があります。結論シリコンカーバイドは新しい材料ではありませんが、超高純度で小型の電子機器を大量生産することは、新しい用途を開拓することになります。これは、電気自動車や太陽光発電などの急成長している業界で、シリコンベースのオプションを置き換えるために広く採用されています。さらに、シリコンカーバイドの大量生産と生産方法の改善により、生産コストが低減される可能性があります。したがって、防弾板、熱シールド、宇宙用途、工具などの他の用途でもシリコンカーバイドの採用が増える可能性があります。最後に、新しい用途がまだ開拓されており、特にシリコンカーバイドを使用したグリーン水素の生産の可能性があります。全体として、シリコンカーバイドは将来、より広く知られる材料になる可能性が高いでしょう。来る10年のCAGRが20〜30％になることが予想されています。したがって、投資家はこの半導体業界の小規模だが急成長しているサブセクターに注目する必要があります。シリコンカーバイド企業ONセミコンダクターONセミコンダクターは、電気化に特化した半導体企業です。 自動車、太陽光発電、バッテリー、航空宇宙、テレコミュニケーション、データセンター、医療など、さまざまな業界で活動しています。したがって、世界の多くの大手企業と密接に協力しています。ONセミコンダクターの技術的優位性の重要な部分は、シリコンカーバイドに基づいています。特に、電気自動車の高速充電に必要な非常に高電力負荷の場合にそうです。ONセミコンダクターのシリコンカーバイドに重点を置く戦略により、会社の収益は最近の数年間で大幅に増加しました。電気自動車革命によって推進されています。シリコンカーバイドセンサーは、エネルギー効率が高く、低光条件での性能が優れています。これは、安全な自動運転車の構築に不可欠です。ONセミコンダクターのシリコンカーバイド製品は、太陽光発電のすべての規模の設置、データセンター、すべての種類のセンサー（超音波、電気化学、血糖モニタリングなど）にも使用されています。ONセミコンダクターは、世界のシリコンカーバイド収入の10％を占め、インフィニオン（IFNNY）やSTマイクロエレクトロニクス（STM）などのヨーロッパ企業と競合する、北米を拠点とする主要企業です。中国からのサプライチェーンの再配置により、ONセミコンダクターは電気化のトレンド、特に電気自動車やその他のグリーンエネルギーで大幅に利益を得る可能性があります。エアーテストシステムエアーテストシステムは、シリコンカーバイドに特化した半導体企業です。より具体的には、会社はシリコンカーバイドウェハーの試験装置を製造しています。これにより、エアーテストシステムは電気自動車、スマートフォン、コンピュータチップ、フォトニクス/テレコミュニケーションなどの分野に存在感を示しています。エアーテストシステムは非常にニッチな技術企業であり、シリコンカーバイドのサプライチェーンの重要なコンポーネントです。エアーテストシステムは「シリコンカーバイドパワーセミコンダクターの重要な製造ステップの業界標準になる途上にあり」と述べています。エアーテストシステムは、新しい市場の開発にも積極的に取り組んでいます。特に、ガロンニトライドバーンイン市場が注目されています。これは、高電力アプリケーションに使用され、太陽光発電インバーターなどに使用されています。これにより、エアーテストシステムは、TSMC、テキサスインスツルメンツ、シーゲート、NVIDIA、シスコ、クアルコム、ボッシュなどの半導体業界やツール業界の主要企業と幅広い顧客基盤を形成しています。エアーテストシステムは、新しいセグメントの出現、特にシリコンフォトニクスによって利益を得る可能性があります。一方で、シリコンカーバイド試験のニッチな分野を占めることで、エアーテストシステムは電気自動車の生産量の増加に応じて利益を得ることができます。電気自動車の最新のバッテリー技術、車のモデル、充電プラグの標準の変更に関係なくです。2023年の電気自動車関連株の熱狂のピーク時に株価が大幅に上昇した後、会社は今やより妥当な評価になっています。したがって、シリコンカーバイド分野の「ピックアンドショベル」オプションとして、投資家にとって魅力的な選択肢となります。
ビンガムトン大学の教授が率いるエンジニアチームは、自己消失する新型バッテリーを発表しました。溶解性バッテリーは、無害な材料に分解されるため、医療、環境、セキュリティアプリケーションに最適です。ここでは、使い捨てバッテリーの概念証明が市場を変え、安全で効果的な自己消失エネルギー解決策の新しい時代を迎える可能性について説明します。電子廃棄物：環境への課題電子廃棄物は、深刻な問題です。廃棄された電子機器や家電製品を指します。これらの製品には、適切に処理しないと環境に有害な物質が含まれていることがあります。残念ながら、電子廃棄物の多くは、家庭ごみとして処分され、最終的に埋立地に埋められます。 バッテリーは、電子廃棄物の主な原因の1つです。理由の1つは、他の部品よりも早く廃棄されることです。残念ながら、バッテリーの約95%の部品はリサイクル可能ですが、ごみとして廃棄されるため、利用されません。さらに、バッテリー廃棄物は、重金属や有毒物質を含み、周囲の環境を汚染する可能性があります。グリーンエレクトロニクス：生分解性、水溶性デザイン製品のライフサイクルの中で早期にリサイクルサイクルを開始する必要性を認識して、エンジニアたちは持続可能な電子機器の開発を始めました。これらのデバイスは、時間の経過とともに、または水などの特定の物質との接触により、生分解性のある方法で分解されます。したがって、グリーンエレクトロニクスは、汚染を減らし、電子機器をより安全なものにすることができます。一時的な電子機器 vs. 生分解性電子機器この技術は、医療分野で、治療サイクルが完了した後、分解することができる埋め込み型デバイスの作成に使用されています。生分解性電子機器は、有毒な残留物を残さないように作成する必要があります。印象的に、エンジニアたちはこの目標に近づくことができました。生分解性バッテリー技術の課題バッテリーは、生分解性電子機器を実現するための技術的な障害です。最も一般的に使用されるバッテリーは、熱暴走や有害な化学物質などのリスクを伴うリチウムイオンバッテリーです。微生物およびバイオバッテリーのアプローチ：長所と短所バッテリー技術の分野で著しい成長を遂げているのは、微生物ベースのバイオバッテリーです。これらのデバイスは、微生物の代謝活動によって生じる電気的電荷を利用します。微生物は、人間の体内、皮膚、腸内で自然に存在します。両方のオプションは、バイオバッテリーを作成するために利用されています。ただし、微生物の細胞毒性の問題が残っています。溶解性バッテリーの研究一群の科学者は、最新の研究 溶解性プロバイオティクス駆動型バイオバッテリー：一時的なアプリケーションのための安全で生物相容性のあるエネルギー解決策 で、これらの制限を克服したと信じています。この論文は、商業的に利用可能なプロバイオティクスを使用した一時的なバイオバッテリーについて説明しています。このバッテリーは、生分解性と生物相容性を優先します。溶解すると、有害な化学物質ではなく、有益な微生物を放出します。プロバイオティクスバイオバッテリーの主な構成要素プロバイオティクス駆動型バッテリーは、連続して信頼性の高い電力を提供するために、4つの構成要素を使用します。最初の構成要素は、アノードです。アノードの表面は多孔性で、微生物がより簡単に付着できるように触媒でコーティングされています。このステップは、微生物の電気生成能力を高める上で重要です。貯水槽次の構成要素は貯水槽です。主な目的は、微生物の給餌を保持することです。興味深いことに、チームはこのステップが最も難しいものの一つであることを発見しました。チームは、電気を生成するバクテリアの混合物を改良して、電気触媒の挙動を高めることにしました。最適化されたプロバイオティクス菌株混合物チームは、使用されるプロバイオティクス混合物について広範な研究を行いました。チームは、分析および実験技術を使用して、混合物の電気的特性をレビューおよびランク付けしました。注目すべきは、これらの材料はすべて商業的に利用可能であるということです。テストの結果、チームは15種類の菌株が理想的な混合物になることを決定しました。混合物は主に、Pediococcus pentosaceus、Lactobacillus、Bifidobacterium、Streptococcus thermophilus、Propionibacterium freudenreichii、Saccharomyces boulardiiで構成されていました。注目すべきは、混合物が溶解すると電気を生成し、プロバイオティクスが放出されるということです。イオン交換膜の機能鉛筆で描かれた電極は、交換媒体として機能します。この表面は、不溶性マトリックスを介してイオンの結合と放出を促進します。このプロセスは、水の浄化と汚染除去プロセスでも使用されています。プルシアンブルーカソード設計プルシアンブルーのカソードが作成され、触媒を含む電極表面が作成されました。デバイスは、ポリマーとナノ粒子を使用して活発なバクテリアの成長をサポートするように設計されました。この負に帯電した端子は、印刷されたワックスの境界と膜を介して電流の流れを受け取ります。pHによって誘発される溶解性ポリマー被膜デバイス全体は、pH反応性の溶解性紙で被覆されています。酸性環境に触れると、溶解を開始します。被膜は、デバイスがエネルギーを計画通りに放出できるように、ゆっくり溶解します。このアプローチにより、電圧出力と持続時間が向上します。水溶性紙基板をカプセル化することで、電気的放出をタイミングできます。pH感応性膜は、構造的完全性と最適な電力性能を確保します。溶解性バッテリーの動作バッテリーが電気を生成する方法は、微生物の代謝によって生じる電気的電荷を利用することです。相互作用により、還元・酸化反応が生じ、電子とプロトンが生成されます。電流は外部回路を介して流れ、プロトンはイオン交換膜を介してカソードに到達し、電子と再結合して回路を完成させます。マイクロフルイディックチャンネル設計およびテスト理論をテストするために、エンジニアたちは6つのマイクロフルイディックチャンネル設計を作成しました。各設計は、パラメータを記録するためにテストされました。テストには、溶解プロセス中に開回路電圧（OCV）を監視することが含まれました。このステップにより、エンジニアは、どのマイクロフルイディック設計が最も優れたパフォーマンスを生み出すかをより深く理解することができました。パフォーマンスメトリック：電力出力と持続時間テストの結果は、デバイスが25分間の作動を維持できることを示しました。さらに、テストサンプルは、各抵抗値に対応する電流出力を生成しました。チームは、デバイスの長さを操作したり、pH感応性ポリマーでカプセル化したりすることで、電力パラメータを微調整できることを指摘しました。この方法を使用して電力パラメータを操作することで、エンジニアは電力供給を+100分に延長することができませんでした。グループは、バッテリーが単一モジュール出力で4 μWの電力、47 μAの電流、0.65 Vの開回路電圧を供給することを注記しました。溶解性プロバイオティクスバッテリーの利点この研究が市場にもたらす利点は数多くあります。まず、バッテリーは自己増殖型です。プロバイオティクスは自然に存在し、豊富にあります。したがって、低コストで利用可能なバッテリーの道を開いています。自己集合プロバイオティクスバッテリーのもう一つの利点は、自己集合型であることです。高価な製造施設を建設する必要はありません。デバイスは、自然に発生するイベントに依存しているため、自己集合できます。自己修復新しいバッテリー設計は、人間の体が治癒するのと同様に、損傷を修復できます。デバイスはプロバイオティクスを使用し、タスクを完了するために新しい経路を作成できます。この柔軟性は、自己維持の特性によって補完されます。アプリケーションと市場タイムラインこの技術のアプリケーションは、バッテリー市場を革命的に変える可能性があります。まず、これらのユニットは、生体医療またはバイオロボティクス用途に最適です。デバイスは、溶解後に存在を残しません。したがって、埋め込み型治療に理想的な選択です。環境この技術には、環境にも利用価値があります。エンジニアは、使用後安全に生分解するセンサーを作成できます。嵐の追跡やその他の重要な天気モニタリング技術は、環境への影響を最小限に抑えて統合できます。ハードウェアセキュリティセキュリティアプリケーションは、もう一つの分野でこの技術が活用できる可能性があります。『ミッション：インポッシブル』の主人公イーサン・ハントが指令を受け取ると、テープは自己消滅することを宣言し、完全に溶解します。この概念は、使い捨てバッテリー技術がセキュリティを向上させるために利用できる方法の1つです。電子機器やその他の機密アイテムの1回限りの使用は、この概念を使用して簡単に破壊できます。これにより、廃棄物が減り、情報が意図しない人物の手に渡ることが防げます。電気自動車電気自動車（EV）では、廃棄物が埋め立てられないようにするために、溶解性バッテリーを使用できます。EV市場は急速に進化しており、新しいモデルが毎月登場しています。多くの場合、バッテリーは新しいユニットの主なアップグレードです。生分解性の溶解性バッテリーを統合することは、より安全な環境を作るための賢い方法です。宇宙探査溶解性電子機器が活躍できるもう1つの分野は、衛星です。現在、地球を周回する衛星は数千個あります。各衛星は、衝突した場合、他の衛星に潜在的な脅威をもたらします。どのような衝突でも、数千個の小さな物体が大気中を飛び散り、通過できないデブリの壁を作り出すことになります。使い捨ての電子機器を使用することは、衛星が使用期限が切れた後に安全に消失するようにするための賢い方法です。使用期限が切れた衛星は、最初からデブリを形成するのを防ぐことができます。商業化タイムライン（5〜10年）溶解性バッテリーが市場に出るまでに5〜10年かかる可能性があります。これらのデバイスは医療分野で使用されるため、安全性を確保するために数年間の試験とテストが必要です。ライセンスを取得した後、さまざまなアプリケーションでこの技術が使用されます。溶解性バッテリーの研究者使い捨てバッテリーの研究は、ビンガムトン大学の教授ショクヒョン「ショーン」チョイが率いていました。この論文には、メーデフ・モハンマディファーも共同著者として記載されています。注目すべきは、チョイが数十年間、使い捨て電子機器に取り組んできたことです。彼の前のプロジェクト「使い捨てのペーパートロニクス」は、彼の最新のプロジェクトにインスピレーションを与えました。プロバイオティクスバッテリーの将来の方向性研究者に彼らの研究について尋ねると、プロバイオティクスをさらに研究して、どれが最も優れており、理由を調べたいと述べました。エンジニアたちは、プロバイオティクスが持つ電子遺伝子を特定し、それらを使用してパフォーマンスを向上させる方法を知りたいと考えているようです。バッテリー業界への投資バッテリー業界は、多くの企業がタイトルを争っている急成長分野です。電気自動車やその他のバッテリー駆動デバイスが主流になるにつれて、より優れたバッテリーの需要が高まっています。ここでは、革新を推進し、今日のバッテリーをより安全なものにした企業の1つを紹介します。マイクロバストマイクロバストは、2006年にヤン・ウーによって設立されました。テキサス州を拠点とするバッテリー製造会社は、約2つの運営で革新と品質の評判を確立しています。今日では、会社はリチウムイオンバッテリー部品および代替品の主要サプライヤーです。マイクロバストは、アメリカ、中国、ドイツで運営を行っており、数多くの革新に対する賞を受賞しています。2013年には、リチウムイオンバッテリー主要サプライヤー賞を受賞しました。同年、最初の超高速電気自動車充電ステーションを開設しました。2019年には、高エネルギー密度と安全なバッテリーシステムでR＆D 100賞を受賞しました。今日では、マイクロバストはバッテリー革新のリーダーです。会社は、特にLTO（リチウムチタン酸化物）およびその他のリチウムイオン代替品で活動しています。これらの新しいバッテリー設計は、超高速充電、超長サイクル寿命、最高の安全性標準を提供します。最新のマイクロバスト（MVST）株式ニュースと開発溶解性バッテリーがゲームチェンジャーである理由バッテリーが溶けるという考えは、サイエンスフィクションのように聞こえるかもしれませんが、概念証明はそうではありません。この技術は、医療専門家がより高度で役立つ埋め込み型デバイスを作成するのに役立ち、宇宙探査者が遠くまで安全に旅し、廃棄物を処分するのに役立ち、世界中で電子廃棄物の影響を軽減するのに役立ちます。これらの理由により、溶解性バッテリーは大きな里程標と見なされる可能性があります。他のクールなエネルギーテックについては、こちらをご覧ください。
先進的な医療用_Implantを動かす課題人体を改善したり、不完全な部分を置き換えたりすることは、古代の初期の粗い義肢以来、医学の目標でした。機械的な部品が複雑になるにつれて、体の部分を置き換える考えは、サイボーグ、つまり半分人間で半分機械の人という考えにつながり、サイエンス・フィクションの愛好家の中で人気になりました。 ある程度、pacemakerのImplantや股関節手術などの手術は定期的に行われ、心臓の筋肉や関節の問題を改善するために金属のImplantが使用されています。 神経_Implantやその他の先進的な医療用_Implantが今後10年で現実になる可能性が高まっており、実際のサイボーグ体を作るために近づいています。 しかし、ほとんどの医療用_Implantにはまだ再発する問題があります: 電源供給。pacemakerは非常に小さな電池で十分です。なぜなら、非常に限られた電力レベルしか必要としないからです。しかし、神経チップなどの_Implantははるかに多くのエネルギーを必要とします。 伝統的なワイヤレス充電方法、たとえば、スマートフォンやイヤホンで一般的に使用されている電磁誘導やラジオ周波数ベースのシステムは、短い伝送距離、生物学的組織での低いエネルギー効率、電磁干渉への脆弱性などの課題に直面しています。 別の方法が可能になるかもしれません。韓国大学、韓国科学技術研究所（KIST）、成均館大学（SKKU – 韓国）、延世大学（韓国）、カリフォルニア大学の研究者による研究によれば。 彼らは超音波を使用して医療デバイスをワイヤレスで充電する方法を開発しました。彼らはAdvanced Materials1に彼らの発見を発表しました。タイトルは「深い皮下充電における効率的で安定したワイヤレス電力伝送のためのボディ・コンフォーマル超音波レシーバー」です。ワイヤレスエネルギーが人体組織を貫通するのに苦労する理由_Implant可能な医療用デバイス（IMD）は、神経刺激療法や心血管治療/モニタリングなどの疾患またはけがの治療アプリケーションで使用されます。 彼らは定期的な手術が必要です。なぜなら、電池交換が必要だからです。これにより、患者は手術部位感染、生体膜形成、高い医療費などの合併症を引き起こす可能性があります。 いくつかの方法は、血糖などの身体のアンビエントエネルギーを使用してこれらのデバイスを動かそうとします。 いくつかのアプリケーションの場合、これらのオプションは現実的ではありません。将来のアプリケーション、たとえば神経_Implantの場合、これはさらに実現不可能です。これにより、彼らは非常に侵襲的になります。 電磁気またはラジオ波システムを使用した遠隔エネルギー伝送は、生物学的組織に貫通しにくく、望ましくない副作用を引き起こす可能性があります。 光ボルタックスワイヤレスエネルギー伝送も、組織内での低い光の透過性と組織の熱損傷の問題により適していません。 一方、超音波は生物学的組織によってよく耐えられ、損傷を引き起こすことなく深く貫通することができます。したがって、超音波は、妊娠中の女性を含む、診断目的で一般的に使用されます。超音波が_Implant充電を可能にする方法診断での長い歴史を通じて、超音波はすでに大量の医療研究と、使用できる超音波の安全なエネルギーレベルを決定する規範から利益を得ています（FDAは、1平方センチメートルあたり最大0.72 Wと定義します）。 2つのタイプのデバイスが超音波を電気に変換できます。圧電（US-PENG）と摩擦電気ナノ発電機（US-TENG）。 US-PENGは、電子_Implantを動かすために開発されていますが、一般的にリードベースの圧電セラミックを使用します。これらはしばしば硬く、毒性の懸念を引き起こす可能性があります。 これが、研究者がUS-TENG技術に焦点を当てた理由です。 このバイオコンパチブルカバー付きデバイスは、0.4 mmの厚さで、高い充電密度を達成し、非侵襲的な超音波強度で約6 cmの深さまで電子デバイスを動かすことができます。動作方法薄いポリマーフィルムを使用して、完全に柔軟なUS-TENGを作成しました。アクリルまたはポリ（メチルメタクリレート）（PMMA）を含むプラスチック材料の層が積み重ねられました。フッ素アルキルアルカンのPFAは、機械的エネルギー下での摩擦電気的特性のために使用されました。ナノスケールの電極層がPFAフィルムの独自の特性を維持するために堆積されました。 電気チャージ生成を最大化するために、ポリウレタン（PU）とポリビニルデネン二フルオロエチレン、カルシウムコッパータイタネート（P（VDF-TrFE）pol /...
Organic Light-Emitting Diode, 40. Kodak. OLED, , , ., , , . , , , ., , , , . , , , , , ,...
In the world of technology, flexible electronics promise to be a game-changing innovation. This translates not only to foldable phones, which currently face the challenge of high...
すべてのものに核パワー?核パワー発電が実用的な技術になったとき、世界を破壊する爆弾を作るためにのみ使用されてきたエネルギーが、同じ文明を資源枯渇から救うことができるという希望が持たれました。気候変動が増大する懸念として、核パワーは復活しています。なぜなら、核パワーは利用可能で、拡張可能で、低炭素のエネルギー源であり、化石燃料を代替するために再生可能エネルギーとバッテリーが準備されるまでの間のギャップを埋めることができるからです。また、新しい核発電所の設計が登場し、より安価で、より安全で、より柔軟性の高いものになることができます。詳細については、「SMRs（小型モジュラー・リアクター）についての最新情報 – まだ核パワーの未来」および「核パワーの4世代: 安価で、クリーンで、安全」を参照してください。しかし、これらの大規模な発電所は、SF作家が初めて核パワーを想像したときのものではありません。アイザック・アシモフのような先駆的な思想家は、より野心的で、列車、自動車、さらには小さな装置に収まるミニチュア化された核発電機を想像しました。そうすると、充電または給油の概念は基本的に無意味になるでしょう。そのような方向への一歩は、コンパクトな核バッテリーの発表によって踏み出されています。小さな電子機器を動かすのに十分な大きさです。而且、安全に動作します。この研究は、アメリカ化学会（ACS）の春季会議で、仁秀일氏（大邱科学技術院教授、韓国）によって発表されました。発表のタイトルは「次世代バッテリー: 高効率で安定したC14感光ベータボルテイックセル」です。バッテリーの限界現在、ほとんどの電子機器は、通常、リチウムイオン技術を使用するバッテリーによって制限されています。これは、スマートフォン、ドローン、センサーなどに当てはまります。さらに、リチウムの採掘は環境に有害なプロセスであり、将来的にはリチウムが汚染物質になる可能性があります。したがって、科学者たちは、放射性崩壊を使用して、数百年または数千年にわたるプロセスを使用することを検討してきました。これは、デバイスの再充電が必要ない代替案です。しかし、こうしたデバイスは放射性物質を含むため、厳格な安全基準を満たす必要があります。ベータ放射性放射性崩壊には、いくつかの形式があります。そのうち、ガンマ崩壊は最も危険です。ガンマ線を放出して、ガンやその他の損傷を引き起こすからです。アルファ崩壊とベータ崩壊ははるかに安全で、放射線をアルミニウムの薄い層や紙で止めることができます。適切な同位体の選択どの放射性崩壊が発生するかは、放射性元素とその同位体に依存するため、一部の放射性同位体は他のものよりもはるかに安全です。したがって、ウランのような材料は、小型核バッテリーには適さないでしょう。しかし、炭素14は、自然に発生する炭素の同位体であり、年代測定技術でよく使用されます。小型核バッテリーには適した選択肢となります。さらに、炭素14は、既存の核発電所によってすでに生成されているため、安価で、入手が容易で、リサイクルも容易です。最後に、「私はベータ線のみを生成する放射性炭素同位体を使用することにしました。放射性炭素は非常にゆっくり崩壊するため、放射性炭素駆動のバッテリーは理論的に千年間持続する可能性があります。」 仁秀一氏 – 大邱科学技術院教授ベータボルテイック技術ベータ崩壊を利用した発電は、新しい概念ではありません。ベータボルテイックと呼ばれ、ベータ粒子が従来の光ボルテイックで使用される光子に代わるものです。ベータボルテイックでは、電子が半導体に衝突して電気を生成します。この半導体材料は、全体のエネルギー変換効率率を決定する重要な部分です。現在、ベータボルテイック半導体は効率が非常に低いか、核燃料と同じ期間持続するにはあまりにも脆いです。二酸化チタン半導体仁氏と彼のチームは、太陽電池でよく使用される二酸化チタンを使用し、ルテニウムベースの染料を追加しました。染料と半導体の間の結合を強固にするために、クエン酸処理を使用しました。ルテニウム染料は、ベータ粒子（強力な電子）によって打たれたとき、電子移動反応のカスケード、つまり電子アバランチを生成します。二酸化チタンは、生成された電子を集めて利用可能な電気に変換します。両方の電極の処理研究者たちは、ベータボルテイックバッテリーの両方の電極（陽極と陰極）にルテニウム染料を付けることで、効率を大幅に高めることができることを発見しました。以前の設計では、陽極のみに放射性炭素が含まれていたのに対し、効率は0.48％から2.86％に大幅に向上しました。応用このシステムは、通常のバッテリーよりも高価になる可能性があるため、最初の応用は、電源の交換または再充電が最も役立つ場所で見つけることができます。たとえば、ペースメーカーやその他の医療用インプラントは、ベータボルテイックバッテリーで数千年動作することができます。原子力発電所、工場、深海、または深宇宙のような、敏感または敵対的な環境にあるセンサーも、この概念から大きな利益を得ることができます。さらなる改善この技術と効率の向上は、核反応器を使用せずに放射性崩壊を利用してエネルギーを生成することを目指す他の研究に加わります。たとえば、放射性廃棄物を使用して別の種類の核バッテリーを生成するという考えについて最近議論しました。仁氏は、ベータ線放出源の形状を最適化し、より効率的なベータ線吸収体を開発することで、バッテリーの性能を向上させ、発電量を増やすことができることを示唆しています。全体として、この技術は、半導体と希少金属に関する理解が進むにつれて、さらに改善される可能性があります。核への投資カメコ – ウェスティングハウス・エレクトリック2022年、カメコはウェスティングハウスの49％の支配権を取得することを決定しました。これは、米国の核発電所を建造する主要企業であり、大手投資ファームであるブルックフィールド（51％の支配権）と共同で行ったものです。この会社には、19億ドルのブルックフィールド・リニューアブル・パートナーズ という、巨大な再生可能/低炭素発電部門があります。ブルックフィールド・コーポレーション全体は、ほぼ1兆ドルの資産を管理する巨大な資産管理会社です。これにより、ウェスティングハウスは、核発電所の建設に必要な大量の資本にアクセスできるようになります。新しいプロジェクトは、設計およびエンジニアリング研究から6年後に収益を生み出し、10年以上の建設プロジェクト期間中ずっと収益を生み続けるからです。 ウェスティングハウスの主力製品は、6基が運用中で6基が建設中のAP1000原子炉設計（カンドゥ標準を使用）です。これは、世界で最も一般的なものの1つです。また、AP300小型モジュラー・リアクターにも取り組んでおり、スロバキア、フィンランド、スウェーデンで導入される予定です。また、マイクロ・リアクターe-Vinciも開発中です。これは、会社が業界の最新の傾向に沿った継続的な革新を示しています。ウェスティングハウスは、核供給チェーンの大部分で重要な役割を果たしています。厳格な規制のため、このような部品や設備は、従来の発電所やSMRの建設に必要になります。全体として、ウランの供給問題が解決され、ウラン価格が下がったとしても、ウェスティングハウスの所有権により、カメコは数十年間にわたって進行中の核の復活から利益を得ることができます。カメコの残りの部分は、ウラン鉱山であり、核エネルギー復活の進行から利益を得ることができます。主要な鉱山資産は、カナダとカザフスタンにあります。歴史的に、ウランや核反応器の会社は、核事故の恐怖や核廃棄物に関する懸念から苦しんできました。新しい、より安全な設計が完成し、核廃棄物が問題ではなく、代わりに有価な資源になると、こうした懸念はもうないでしょう。これには、ベータボルテイックのために炭素14を生成することも含まれます。これは、将来的にはウェスティングハウスの発電所の副産物となる可能性があります。さらに、低炭素発電源の需要の増加や、再生可能エネルギーが間欠的な生産の問題、特に冬季の問題を完全に解決するまで、核エネルギーが強力な復活を遂げるでしょう。(もし、研究で使用される元素の需要の可能性に興味がある場合は、チタンへの投資に関する報告書も参照してください)カメコ-ウェスティングハウス・エレクトリックの最新情報
電灯は、安定した照明を提供し、一般大衆に利用できるようにするために発明されました。費用対効果を高めるために行われた継続的な研究と実験により、光エミッティングダイオード、またはLEDの開発につながりました。LED技術は、科学者Nick Holonyak Jr.によって、General Electricで発明されました。当時は「マジックワン」と呼ばれていました。LEDは時間の経過とともに改善され、明るさ、費用対効果、信頼性が高まり、交通信号機、白熱電球の代替として広く採用されるようになりました。今日、従来の「黄色」の電球は、特定の用途に限定され、LEDは優れたエネルギー効率、長寿命、多様性により、一般的な照明用途で主流となっています。もちろん、イノベーションは決して止まりません。実際、LEDの発明は、有機ELディスプレイ（OLED）への道を開きました。これは、研究者が、同じ効果を達成するために、無機材料ではなく有機化合物を使用する可能性を探究した結果でした。LEDは、半導体材料に電気を流すことで光を生成します。最初のOLEDデバイスは、1987年にイーストマン・コダック・カンパニー（Eastman Kodak Company）のスティーブン・ヴァン・スライク（Steven Van Slyke）とチン・タン（Ching Tang）によって作成されました。LEDとOLEDの両方が電気を使用して光を生成しますが、OLEDは有機材料を使用して光を発生させます。これらの有機LEDは、炭素ベースの材料を使用するため、従来のLEDよりも薄いディスプレイ、優れた色再現、高速な応答時間を提供します。結果として、OLED技術は、スマートフォン、テレビ、他の高性能電子機器に採用されています。ただし、OLED技術は急速に発展していますが、まだ広く採用されるには至っていません。OLED技術の概要さて、OLEDについて詳しく見てみましょう。有機ELディスプレイ、またはOLEDは、シートで作成されるため、拡散面光源です。一方、LEDは、集中、小さな光源です。OLEDの拡散光により、タスクサーフェスに非常に近く配置でき、ユーザーに目眩しさを生じさせません。これにより、必要な明るさを達成するために必要な光量を減らすことができ、非常に効率的になります。OLEDの柔軟性により、ほぼ任意の形状で作成でき、デザインの可能性を拡大し、新しい照明体験を提供します。OLEDの構造については、この固体デバイスには、2つの導電性電極、アノードとカソードの間に、薄い炭素ベースの半導体層のシリーズが含まれています。デバイスは、隣接する電極に電流が適用されたときに光を発生させます。光がデバイスから逃げるには、少なくとも1つの電極が透明である必要があります。適用される電流の量を制御することで、発生する光の強度を調整できます。光の色は、使用される発光材料の種類によって決定されます。たとえば、白色光は、赤、緑、青の発光体を使用して作成され、これらを複数の構成で配置できます。OLEDの他の種類には、白色、透明、アクティブマトリックス、パッシブマトリックス、折り畳み、トップエミッティングOLEDがあります。今日、OLEDはスマートフォンの表示技術で支配的な地位を占めています。これは、OLEDディスプレイが薄く、効率的で、透明で、折り畳み可能であるだけでなく、最高の画像品質を提供するためです。広い視野角と高コントラスト比も、OLED技術の優位性です。ここをクリックして、OLEDが夜間ビジョンカメラをどのように革命的に変えているかを学びます。OLEDテクノロジーの採用の拡大世界のOLED市場は、過去数年間で大幅に成長し、将来的にも成長する見通しです。市場は実際に、2022年から2029年までに13.20%のCAGRで成長し、104.4億ドルの規模に達することが予測されています。この成長の主な原動力は、消費者エレクトロニクス部門での需要の増加です。さらに、ウェアラブルデバイスの市場の成長と、ARおよびVRデバイスへのOLEDディスプレイの統合は、新しい成長の機会を提供します。そして、柔軟で折り畳み可能なOLEDディスプレイの出現があり、これは新しい傾向で、コンパクトな形状で大きな画面の利便性を提供することを約束しています。これらのディスプレイにより、革新的な製品デザインとユニークな体験が可能になります。OLEDディスプレイは、インフォテインメントシステム、ダッシュボード、リアシートエンターテインメントシステムでも増加しています。EVの需要の増加と、高度な運転支援システム（ADAS）の統合は、自動車部門での成長に貢献することが予想されます。ディスプレイ以外に、OLEDテクノロジーは照明業界でも潜在的に優れた色再現、均一な照明、ユニークな照明デザインを作成する能力を提供します。エネルギー効率の高い照明ソリューションへの注目と、より大きなOLEDパネルの開発は、商業照明、建築照明、装飾照明アプリケーションでの成長の機会を提供します。OLED市場の成長を促すもう1つの要因は、継続的な技術的進歩です。これには、より効果的な材料、封止方法、製造プロセスが含まれ、パフォーマンスの向上、コスト削減、寿命の延長を提供します。しかし、OLEDは、パフォーマンスの向上とスマートフォンのディスプレイでの広範な使用にもかかわらず、多くの課題に直面しています。コストは、OLED市場の主な課題の1つです。生産コストは、高価な有機材料と複雑な製造プロセスが必要であるため、高くなります。これにより、従来の技術であるLCDよりも高価になります。製造プロセス中に発生する別の問題は、出力です。小さな欠陥が多数の非機能的なOLEDディスプレイにつながる可能性があります。また、特定の有機材料への依存は、サプライチェーンの問題を生じさせます。さらに、OLEDディスプレイの寿命が限られていることと、エネルギー効率が重要です。これは、携帯機器での電力消費を最小限に抑え、バッテリー寿命を改善するために不可欠です。別の制限要因は、効率的な青色発光体を安定させることができないことです。OLED技術は、まだ市場を支配しているLCDや、商業化の初期段階ではありますが、潜在的に寿命が長いmicro-LEDなどの他の表示技術と競合しています。さらに、技術的制限、たとえば画像の焼き付きや大きなディスプレイでの均一性を克服する必要があり、表示材料、構造、製造プロセスの改善を必要とします。研究者は、これらの制限に対処するために積極的に取り組んでいます。最近の進歩は、OLEDディスプレイの効率を向上させるための巨大な潜在性を示しています。キラル半導体を使用したOLED効率の向上ケンブリッジ大学とアイントホーフェン工科大学の研究者は、円偏光を発生させる有機半導体を開発しました。電子を螺旋状のパターンで誘導することで、これが達成されました。これは、有機半導体の分野で数十年前に発生した課題を克服することで達成されました。これは、OLEDディスプレイの効率を向上させるだけでなく、スピントロニクスや量子コンピューティングなどの次世代技術への道を開く可能性があります。研究 は、サイエンス誌に掲載され1、半導体材料にキラリティを導入することへの大きな関心を強調しています。これは、既存のOLEDでは低い強い円偏光発光（CPL）を達成するために不可欠です。現在の効率的なOLEDシステムは、ホストに空間的に分離された光発生分子を使用します。これにより、弱いCPLが生成されます。高CPLを達成するために行われた試みは、最適化されたOLEDデバイスアーキテクチャと互換性がなかったため、研究者は有機半導体を成功裏に作成しました。これは、キラル超分子ナノ構造に基づく薄い均一なフィルムを作成する新しい方法を開発した結果です。これは、OLED製造に適しています。また、高い緑色CPLを示します。「これは、キラル半導体を作るという点で、実際にブレークスルーです。分子構造を慎重に設計することで、キラリティを電子の運動に結び付けました。これは、以前にはこのレベルで達成されたことがありません。」– アイントホーフェン工科大学のバート・マイヤー教授開発されたキラル半導体は、円偏光を発生させます。つまり、光は電子の「手の向き」に関する情報を運びます。実際、無機半導体の内部構造は対称的であるため、電子は特定の方向に移動しません。自然界では、分子は通常、左利きまたは右利きのキラル構造を持ちます。キラリティは生物学的プロセスで重要な役割を果たしますが、電子工学の制御は難しいです。したがって、キラル半導体を作るために、研究者は自然界からヒントを得ました。半導体分子のスタックを誘導して、順に右または左の螺旋状の柱を作成しました。これらのキラル半導体は、ディスプレイ技術で約束を示しています。ここで、現在の製品は、スクリーンによる光のフィルタリングの仕方により、多くのエネルギーを浪費します。一方、新しく開発されたキラル半導体は、自然に光を発生させ、損失を軽減し、スクリーンを明るくエネルギー効率を高めることができます。ケンブリッジのキャベンディッシュ研究所のリチャード・フレンズ教授は次のように述べています。「私が有機半導体を研究し始めたとき、多くの人がその潜在能力について疑問を抱きました。しかし、今ではディスプレイ技術を支配しています。剛性のある無機半導体とは異なり、分子材料は驚くべき柔軟性を提供し、新しい構造、たとえばキラルLEDを設計することができます。これは、レゴブロックのセットで、想像できるすべての形状を使用できるのと同じです。ただし、単に長方形のブロックだけではありません。」半導体の基礎となる材料は、トリアザトルキセン（TAT）です。これは、6つの分子をピッチとする螺旋状のスタックに自己組織化します。これにより、電子がその構造に沿ってコイルすることができ、観察されたCPLが得られます。UV光にさらされると、自己組織化されたTATは「明るい緑色の光を強い円偏光とともに発光します」。アイントホーフェン工科大学の共同著者マルコ・プルースは、この効果が半導体で得るのが非常に難しかったと指摘しています。「TATの構造により、電子が効率的に移動し、発光する方法に影響を与えることができます。」– プルースTATを使用するOLED製造方法の変更により、研究者は円偏光OLED（CP-OLED）でTATを成功裏に使用することができました。これは、驚くべき明るさ、効率、偏光レベルを示しました。研究では、OLEDは外部量子効率が16％、電気発光不均一が10％以下またはそれに等しいことを示しました。ケンブリッジのキャベンディッシュ研究所の共同第一著者リツパルノ・チャウダリーは次のように述べています。「基本的に、OLEDを作るための標準的なレシピを再構築しました。これにより、キラル構造を安定した非結晶化マトリックス内にトラップすることができました。これは、長い間フィールドで行われてきたことですが、実現できませんでした。」ディスプレイ以外に、この最新の進歩は、スピントロニクスや量子コンピューティングでも重要な意味を持ちます。ここで、電子の固有の角運動量（スピン）が情報を保存および処理するために使用され、高速で安全なコンピューティングシステムが実現します。現実世界での採用については、このブレークスルーは、ディスプレイ技術で3〜5年以内に商業的な応用を見始める可能性があります。一方、スピントロニクスや量子コンピューティングへの応用は、次の10年で発展する可能性があります。革新的な企業Universal Display Corporation Universal Display Corporation（UDC）は、フラットパネルディスプレイ、照明、有機エレクトロニクスで使用されるOLED技術の開発と商業化のリーダーです。また、OLEDディスプレイと照明用の有機材料と技術の重要なサプライヤーでもあります。約3十年前に設立されたUDCは、次世代のディスプレイを作成することを目的としています。会社の独自の技術と材料は、世界中の商用OLED製品で使用されています。例としては、LGのOLED TVやSamsungのGalaxyシリーズがあります。UDCには、世界中で6,000件以上の発行済みおよび未発行の特許があります。同社は、ホスフォレスセントOLED（PHOLED）材料の研究、開発、商業化に特化しており、高効率とパフォーマンスの向上が可能です。時価総額744.25億ドルで、UDCの株価は156.41ドルで取引されており、年初来は6.98%上昇しています。時価総額（TTM）は4.65、P/E（TTM）比率は33.64、配当利回りは1.15%です。1ヶ月前、Universal Display Corporation は、2024年4月期の財務実績を発表し、2023年同期の1億5830万ドルから1億6230万ドルに増加したことが明らかになりました。材料販売からの収益は、同社のエミッタ材料の需要の強化により、9,330万ドルに増加しました。ロイヤリティおよびライセンス料は、累積的な調整の減少により、6,440万ドルに減少しました。4月期の材料販売コストは、ユニット材料のボリュームの増加により3,420万ドルで、総粗利益率は77％でした。営業利益は5,250万ドル、当期純利益は4,600万ドル、または1株あたり0.96ドルでした。全年を通じて、同社は総収益6.477億ドルを記録し、前年比12.36%増加しました。これには、材料販売から3.654億ドル（材料販売コスト1.37億ドル）、ロイヤリティおよびライセンス料から2.668億ドルが含まれます。営業利益は2.388億ドル、当期純利益は2.221億ドル、または1株あたり4.65ドルでした。これは、2023年の2.03億ドル、または1株あたり4.24ドルと比較して増加しました。UDCはまた、カリフォルニアのOVJPロケーションの閉鎖予定に関連して890万ドルの再編費用を報告しました。「堅実な財務実績の記録的な年」と述べたUDCの副社長兼最高財務責任者ブライアン・ミラードは、OLED業界全体で見られる成長と進歩について触れています。企業は製品ロードマップを拡大し、主要なパネルメーカーは需要の増加に応じて新しいファブへの投資をしています。特に、新興のITおよび自動車市場でです。ミラードは次のように述べています。「我々は、これが新しいOLED容量、製品、ユーザーにとって重要な新しいOLEDキャパシティサイクルの道を開くことになる」と述べています。今年、UDCは6.4億ドルから7億ドルの間で収益を見込んでおり、「OLED業界は、多くの変数が結果に大きな影響を与える段階にある」と述べています。同社はまた、2025年3月31日に所有株主に1株あたり0.45ドルの現金配当を発表しました。「パイオニアであり、エコシステムのリーダーとして、私たちは顧客をサポートし、広範なエネルギー効率の高い高性能ホスフォレスセント材料およびOLED技術のポートフォリオで業界を牽引することに尽力しています。」– CFOミラードUniversal Display Corporationの最新情報結論LEDの進化は、ディスプレイおよび照明技術を大幅に改善しました。この進歩において、OLED技術は、優れた画像品質、薄型・軽量設計、柔軟性、革新性の利点をもたらしました。OLED技術は、初期の頃から大幅に進歩しましたが、効率性とコストについて課題に直面しています。最近のキラル半導体の進歩は、その開発における重要な時期を示しています。円偏光を発生させる能力と、電子の動きを制御することは、ディスプレイ技術を大幅に変革する可能性があります。また、スピントロニクスや量子コンピューティングへの新たな可能性も開きます。この革新の商業的な応用が近づいている間に、この研究は、将来的にエネルギー効率が高く、高性能の電子機器を実現する可能性があります。
センサーの小型化私たちの技術は、より正確になるにつれて、同時に小型化するデバイスも必要になります。これは、半導体技術のように、チップの場合によく知られています。例えば、2 nm (ナノメートル) リソグラフィが業界のリーダーによってテストされているのようにTSMC。これは、半導体と同様に、反応が主に電気的なものではない機械部品にも当てはまります。重要な要素は、ナノスケールの機械共振器です。これらのデバイスの非常に小さいサイズにより、単一の粒子を測定するのに非常に役立ちます。今まで、機械共振器を製造するために、限られた非導電性材料しか使用されていませんでした。これは、スウェーデンのチャルマース工科大学とドイツのマクデブルク大学の研究者たちの努力により変わりました。この研究者グループは、新しい材料から機械共振器を作成しました。この材料は、優れた共振特性と圧電特性の両方を備えています。これらの結果は、Advanced Materialsに「ナノメカニカル結晶AlN共振器 – 量子光電機械学のための高品質因子」というタイトルで発表されました。ナノメカニカル共振器共振器は、特定の周波数で振動できるような、チューニングフォークのような部品です。チューニングフォークの場合、共振周波数で振動し、人間の聴覚範囲内で音波を生成します。今日、共振器はマイクロメートルスケールとナノメートルスケールまで小型化されています。これらの小さな共振器は、大きなものよりもはるかに高い周波数で動作し、非常に感度が高くなります。これにより、微視的スケールの測定に非常に優れたセンサーになります。例えば、ナノ共振器は、単一のプロトンのスピンや小さな質量間の重力などを測定するために使用できます。共振器の改良今まで、最も優れたナノメカニカル共振器のほとんどは、張力がかかったシリコンニトライドから作られていました。この材料は、優れた機械的特性を持ち、非常に優れた共振器になります。ただし、シリコンニトライドは磁気的でも、圧電的でもなく、電気を伝導しません。これは、機械的共振を電気信号に変換したり、直接制御したりすることを困難にします。したがって、シリコンニトライド共振器は、他の材料がシリコンニトライドの上に追加されない限り、他のシステムと相互作用することはできません。問題は、そのような追加が直接共振器の性能を損なうことです。代わりに、研究者は、張力がかかったアルミニウムニトライドからなるナノメカニカル共振器を作成しました。この材料は圧電的でありながらも、優れた共振特性を示します。これは、特性である「機械的品質因子」（Qm）で測定されます。「アルミニウムニトライド共振器は、100万を超える品質因子を達成しました。これは、張力がかかったアルミニウムニトライドが、量子センサーまたは量子トランズデューサーのための強力な新しい材料プラットフォームとなる可能性があることを示唆しています。 チャルマース工科大学の物理学教授、ヴィトレフ・ヴィエチョレク。 圧電材料は、機械的運動を電気信号に変換し、逆もまた然りするような材料の一種です。この電気的電荷は、強制された非対称性によって生成されます。圧電材料では、正と負の電荷が互いに分離されておりながら、対称的なパターンに整列しています。物質に機械的応力が加わると、この対称性が失われ、電気的電荷が生成されます。したがって、以前の共振器とは異なり、アルミニウムニトライド共振器は直接ナノスケールのシステムと接続できます。また、センサーの直接読み出しに使用できます。作成方法この新しいタイプの共振器を開発するために、研究者は、シリコン基板上に295 nmの厚さの、高い張力（約1GPa、2頭の象を指先に乗せるのと同等）のアルミニウムニトライド薄膜を作成しました。彼らは、中央に三角形のパッドを持つフラクタル状の新しい共振器設計、Triangulineを使用しました。Triangulineは、特に、常温で単一の量子相干振動を維持できるため、量子技術で役立つ可能性があります。次のステップ初めてのプロトタイプとして、このアルミニウムニトライド共振器はまだ改良できる可能性があります。最初のステップは、より高品質の因子を達成し、より感度が高く、より有用なものにすることです。次のステップは、設計を信頼性高く適応させ、圧電性を量子センシングアプリケーションに使用する方法を実験することです。応用最も明らかな応用は量子コンピューティングです。ほとんどの量子コンピューターは、量子ビット（キュービット）の特性を測定することで動作します。キュービットは、2つの量子特性、すなわち重ね合わせと量子もつれにより、同時に複数の状態を表現できます。 重ね合わせにより、キュービットは同時に0と1の両方を表現でき、クラシックビットに比べて指数関数的に多くのデータを処理できます。 量子もつれにより、キュービットは距離に関係なく瞬間的に影響を与えることができます。 これらの特性により、量子プロセッサユニット（QPUs）は、複数の解決策を同時に探索することで、非常に複雑な問題をクラシックコンピューターよりもはるかに速く解決できます。ただし、キュービットは非常に壊れやすく、その特性を測定することは容易なことではありません。常温で動作し、圧電性も備えた共振器は、性能とコストの両面で画期的なものになり得ます。これにより、アルミニウムニトライド共振器は、現在のCPUを置き換えることができる量子プロセッサユニットの開発において重要な役割を果たす可能性があります。このトピックについては、「量子プロセッサユニット（QPUs）：コンピューティングの未来」および「量子コンピューティングの現在」でさらに詳細に説明しています。その他の応用例は、共振器の極めて高い精度から生じる可能性があります。低ノイズと長い相干時間が必要なニッチな応用例では、ミラーサスペンション、量子キャビティ光機械デバイス、またはナノメカニカルセンサーなど、ナノデバイスのようなLED、フォトニックコンピューティングなどに役立ちます。これは、将来の技術で圧電材料がどれほど重要になるかを示す別の例です。このテーマについては、以下の記事でさらに詳しく説明しています： 圧電材料 – 最も一般的で知られていない電力源 炭素ニトライドのブレークスルー – 材料科学における大きな進歩の扉を開く 圧電複合材料の進歩 – 運動エネルギーの利用と解釈を可能にする 圧電パワーコンバータを使用したプリント基板の小型化 ナノテクノロジーへの投資ナノテクノロジーは、半導体の製造を超えて成長している分野であり、航空宇宙、バイオテク、エネルギー、化学工業などの業界で驚異的な材料の約束を持ちます。あなたは、多くのブローカーを通じてナノテクノロジー企業に投資できます。また、securities.ioでは、米国、カナダ、オーストラリア、イギリス、および多くの他の国で最高のブローカーを紹介しています。あなたが特定のナノテクノロジー企業を選択することに興味がない場合は、ProSharesナノテクノロジーETF（TINY）またはDirexionナノテクノロジーETF（TYNE）のようなナノテクノロジーETFに注目することもできます。これにより、量子コンピューティングとナノテクノロジー株に分散して投資できます。または、ナノテクノロジーストックのトップ10と5つのベストな量子コンピューティング企業についてのリストを参照できます。共振器会社私たちのコンピューターと電子機器がより複雑になるにつれて、正確な測定がより重要になります。場合によっては、命の問題になることもあります。これが、シタイム社の焦点です。シタイム社は、シリコン技術を使用した正確な時間測定に重点を置いた会社です。これは、時計に使用される石英結晶（70年前の技術）と同様ですが、性能は優れています： 衝撃、振動、温度変化、ジッター、ノイズからの干渉に対する耐性が極めて高い。 小型で電力消費が低い。...
Have you ever wondered if those night vision goggles in movies work? Can you really see in the dark? Well, the answer is yes—they do work,...
