ノーベル賞

『科学談話室』の話題よりノ　ー　ベ　ル　賞
2000/10/10 話題提供	2000/11/02 最終更新	話題一覧

[danwa:0344]　ノーベル賞
Date:Wed, 11 Oct 2000 01:28:21	From: 長谷川
談話室のみなさん、こんばんは、長谷川です。ノーベル物理学賞・化学賞の受賞者が発表されました。特に化学賞は、日本人の受賞ということで、テレビでニュース速報としてテロップでも流れていました。一方、物理学賞の方はＩＴ社会の基盤技術を築いたことに対する功績として、ジャック・キルビーら３人に決まりました。賞金の900万クローネ(約１億円) は、ジャック・キルビーに半分、残る２人は４分の１ずつということで、ジャック・キルビーに重きをおいているようです。そのジャック・キルビーの最大の功績は、集積回路(ＩＣ)の発明です。1947年にトランジスタが発明され、真空管に取って代わっていきました。小さく、消費電力も小さなトランジスタですが、例えば電卓ひとつにトランジスタが500 個くらいも使われたりします。そこで、トランジスタやコンデンサ、抵抗などをひとつの部品の中に組み込んだのが集積回路です。最初の集積回路は高々数個の部品を組み込んだだけの物で、今のＬＳＩ(大規模集積回路)や超ＬＳＩなどとは比べ物にならないものでしたが…。

[danwa:0345]　Re: ノーベル賞

Date:Wed, 11 Oct 2000 10:42:24

From: 長谷川

談話室のみなさん、こんにちは。長谷川です。

長谷川 [danwa:0344]

賞金の900万クローネ(約１億円) は、ジャック・キルビーに半分、残る２人は４分の１ずつということで、ジャック・キルビーに重きをおいているようです。

と書きましたが、「ＩＣの発明」の功績に対してジャック・キルビーに、また「実用的な半導体レーザーの開発」の功績に対してジョレス・アルフェロフとハーバート・クレーマーにノーベル物理学賞を授与するということですので、各功績に対して半分ずつということかもしれません。

[danwa:0346]　Re: ノーベル賞

Date:Wed, 11 Oct 2000 11:29:31

From: 長谷川

談話室のみなさん、こんにちは。長谷川です。

またまた訂正です。

長谷川 [danwa:0345]

「ＩＣの発明」の功績に対してジャック・キルビーに、また「実用的な半導体レーザーの開発」の功績に対してジョレス・アルフェロフとハーバート・クレーマーにノーベル物理学賞を授与するということですので、各功績に対して半分ずつということかもしれません。

アルフェロフとクレーマーの功績は、「実用的な半導体レーザーの開発」ではないようです。

彼らの功績は、「半導体ヘテロ構造の開発」ですね。ヘテロ構造というのは、ある種類の半導体の上に別の種類の半導体をのせる技術で、その境界はほとんど原子１層程度なのです。

トランジスタにしてもダイオードにしても、性質の違う半導体を組み合わせていますが、その境目が非常にシャープであるということは、例えばＮ型半導体でＰ型半導体をサンドイッチしたトランジスタでは、まん中のＰ型半導体を非常に薄くすることができ、トランジスタの動作を速くすることができます。

また、格子定数(原子が並んでいる間隔)さえほぼ一致すれば、異なる種類の半導体を組み合わせることもできます。上で書いた「性質の違う半導体」というのは、同じシリコンでもわずかな不純物を入れてＰ型半導体にしたシリコンやＮ型半導体にしたシリコンという意味です。ここで書いた異なる種類の半導体というのは、元になる半導体の元素その物が違うという意味です。

例えば、最近普及してきた高輝度青色発光ダイオードでもこのヘテロ構造が使われていて、ＧaＮ,ＡlＧaＮ,ＩnＧaＮという半導体を組み合わせて作られています。

[danwa:0353]　Re: ノーベル賞
Date:Sun, 22 Oct 2000 12:10:07	From: Ando S.
Ando S.です。昨夜（10/21）のNHK教育TVのサイエンスアイをご覧になりましたか？ノーベル化学賞を受賞されることになった白川教授が出演され、受賞の対象になったポリアセチレンの導電性について、その原理や発見のきっかけなどを話されていました。しかし、私には、釈然としないことがあります。ヨウ素がポリアセチレンから電子を奪うことでP型半導体のようにホールができ、それによって電流が流れるということはよくわかります。わからないのは、電子が奪われただけなら、そこに再び電子が補充されたとき、なぜ元の電流が流れない状態のポリアセチレンに戻らないのでしょう。別の言い方をすれば、ホールができたポリアセチレンを放置しておいたら、自然にそのホールに電子が補足され導電性が失われるということはないのでしょうか。いったん電子を奪われてホールができたら導電性を持つということは、どういうことでしょう。電子が奪われたからという説明だけでは、静電気と同じように思えるのですが。新聞などの解説を読んでいても、この点が釈然としません。電子を失ってホールを形成した後、導電性を維持する仕組みはどうなっているのでしょう。 Ando S.

[danwa:0355]　Re: ノーベル賞

Date:Sun, 22 Oct 2000 18:31:51

From: 長谷川

談話室のみなさん、こんばんは。長谷川です。

Ando S.さん [danwa:0353]

しかし、私には、釈然としないことがあります。ヨウ素がポリアセチレンから電子を奪うことでP型半導体のようにホールができ、それによって電流が流れるということはよくわかります。
わからないのは、電子が奪われただけなら、そこに再び電子が補充されたとき、なぜ元の電流が流れない状態のポリアセチレンに戻らないのでしょう。別の言い方をすれば、ホールができたポリアセチレンを放置しておいたら、自然にそのホールに電子が補足され導電性が失われるということはないのでしょうか。

ヨウ素がポリアセチレンから電子を奪い取ると、ヨウ素はマイナスに帯電して、アセチレンはプラスに帯電します。ただ、この２つがすぐそばにあり、しかも同じ数だけあれば、少し離れて見るとニュートラルに見えます(全体としてはプラスにもマイナスにも帯電していない)。

でも、さらにポリアセチレンが電子を捕獲してしまうと、ポリアセチレンはニュートラルになっても、ヨウ素がマイナスに帯電している分、全体としてはマイナスに帯電してしまうというのは困りますね。

[danwa:0356]　Re: ノーベル賞

Date:Tue, 24 Oct 2000 22:50:20

From: Ando S.

長谷川さん、みなさん今晩は。Andoです。

[danwa:0355]長谷川さん

ヨウ素がポリアセチレンから電子を奪い取ると、ヨウ素はマイナスに帯電して、アセチレンはプラスに帯電します。ただ、この２つがすぐそばにあり、しかも同じ数だけあれば、少し離れて見るとニュートラルに見えます(全体としてはプラスにもマイナスにも帯電していない)。

ということは、何らかの形でポリアセチレンの膜にヨウ素がくっついた状態になっているということですか。また、導電性を維持するためには、そのことが必要なわけですね。なるほど。
私は、ヨウ素は電子を奪うだけのものと理解していたわけですね。しかし、そうではなく、「ヨウ素はポリアセチレン分子のすぐそばにあってその電子を奪いとる」ということが正確な理解になるわけですね。
しかし、サイエンスアイでは、わざわざポリアセチレンの分子模型を作ってはいましたが、すぐそばにヨウ素が存在するということが重要だということは強調されてなかったように思います。ちょっと不親切ですね。それとも、私が見落としたのでしょうか．．．？
いずれにしても、長谷川さん、ありがとうございます。

Ando S.

[danwa:0357]　Re: ノーベル賞

Date:Thu, 2 Nov 2000 00:02:29

From: 長谷川

Ando S.さん、談話室のみなさん、こんばんは。長谷川です。

Ando S.さん [danwa:0356]

しかし、サイエンスアイでは、わざわざポリアセチレンの分子模型を作ってはいましたが、すぐそばにヨウ素が存在するということが重要だということは強調されてなかったように思います。ちょっと不親切ですね。それとも、私が見落としたのでしょうか．．．？

先日の再放送を見ましたが、確かにヨウ素に関しては電子を奪い取ることくらいしか触れられていませんでしたね。でも私としては、ヨウ素の存在はやはり電子を奪うことが第一で、Ando S.さんのような疑問はそこからもう一歩つっこんだものだと思いますから、テレビではあのくらいでいいのではないかと思います。

ただし、長谷川 [danwa:0355]

というのは、それぞれが帯電することや半導体やイオン結晶からのアナロジーで考えたことです。実際に導電性ポリマーの構造を調べたわけではありませんので、あしからずご了承下さい。

それにしても、ポリアセチレンのフィルムを、ヨウ素の気体雰囲気中に10分ほど入れておくだけで導電性になるという映像は驚きでした。

・・・さて、この先話はどうなるのか？お楽しみに！・・・
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