ウェビナーを聴して見えてきたもの
2020Q6月の拙文(参考@料1)を投Mした時、集長の氾跳二より以下の貉櫃離瓠璽(参考@料2)を頂いた。「最ZはO瓩任離謄譽錙璽がHい。しかしビデオ会議によるD材や会見、オンラインセミナーなどをHするようになると、情報が入らないとか、れそうだ、などりを感じなくなった。シリコンバレーでは20QZくiからテレワークは日常化しているので、盜颪任呂修譴曚表jきなギャップはなかったと思うが、日本ではコロナ収J後のニューノーマルで、テレワークをHする働き気]に加わり、jきなステップに直Cしたと感じている。でもオンライン化で効率がもっと屬るのではないかと思われ、何か、新しい時代のけを感じ、わくわくする」。
ちょうど、田R先端財団で職^間のSkype Meetingを始めた時期でもあり、端での設定に四Z八Zしていたので、半信半疑であったが、Zoomを使うウェビナー(Webinar)を聴講し始めて、氾の言うT味がよく理解できた。
以下にまずはAIに関する分野にZいIEEE東B陲離ΕД咼福爾2と、IEEE EDS (Electron Device Society) ウェビナーを2聴したので、その印をまとめてみたい。i報(参考@料1)で来予Rをまとめたので、先ずはその分野からと思ったからである。またこのブログは学会報告ではないので、学術的な詳細については、雰囲気を瑤辰督困ためだけの最小限に里瓠⊆腓縫ΕД咼福聴のT果pけた筆vの印と、ウェビナー聴のRT点を中心にまとめる。
2.IEEE東B陲旅岷蕾(参考@料3)
2.1 「顔認証とAIの最i線」(参考@料4)2020Q7月27日(月) 15:00〜17:00
まず}始めにIEEE東B陲旅岷蕾颪聴して味をめた。Zoomは設定が~単で、しかも居ながらにして会場出席vの気分になれる。
講師はNECフェローの今K nである。確さを記すため参考@料4の文章を引すると「NECの顔認証は盜餽駑Y\術研|所により実施されたh価プログラムにおいて5vトップを耀uし、は世c70ヵ国で採されている」ので、この講演では「顔認証における最新トピックを紹介する」という背景と講演`的の説がなされた。
講演を聴し、1) 顔認証は次元の縮小に主成分分析法をHしていること、2) 本人と瑤討い襪実は他人である場合、その違いを最j限に誇張して機械学{を行う、そして3) セキュリティ確保のため、徴量を秘匿化してリスクを最小にする、などのo\術は、専門が少し異なる筆vには、なるほどそうかと思う新zな見であった。この分野の専門家には当なのかもしれないが、あらためてそう言われると、そうだったのかとうなずいてしまう。
最Z、(とみ)に人の@iと顔がk致しない、会っても@iが思い出せないということがHくなっている身には、もしカメラき端を使って瞬時に相}の@iなどの情報が出てくるデバイスが}元にあれば、便Wだろうと思った。I、Oで会ってBをしている相}がこちらを瑤辰討い董△海舛蕕相}を失念している場合が、最も始がKい。そのような小さなデバイスがあれば、もう会Bをしながら相}に悟られないように「誰だったろう、誰?誰?」と、Z椶垢襪海箸發覆なるだろう。
2.2 「シリコン単電子デバイスをいた極限エレクトロニス」(参考@料5) 8月28日(金) 15:00〜17:00
これはNTT饑科学基礎研|所崟別研|^でIEEEフェローの藤原聡 の講演である。藤原は長Q単電子デバイスの研|をされており、その功績で2018QにIEEEよりフェローの称、pけられた。
ここでも間違いをcけるため、参考@料5の文章を引させて頂くと、藤原の講演内容は「シリコン単電子デバイスは、電子1個1個の確な操作や検出を可Δ箸垢襪發里任△蝓⇔婿凖典ずY、高感度センサ、量子ビットへの応が期待されている。本講演では、量子R角形の完成を`指した電流Y応、マクスウェルのK魔の実証実x、高]単電子コヒーレント振動の莟Rなど最Zの研|の進捗を紹介する」ものであった。
単電子トランジスタはクーロンブロッケード(参考@料6)の最も良い例として説されている。講演では、電子を1個ずつ個別にDり出したり、送り出したりする操作ができるという基礎的な解説から入り、それをいて現在はSI単位Uの電流の定Iが改、気譟電流Yとして採された(参考@料7)との説がなされた。これは藤原にとってjきな喜びになったとのことである。
また電子を1個1個送るといわゆるMaxwellのK魔(参考@料8)が実証できるのではないかというBもあった。にまた、サブテラヘルツ覦茲覇虻遒垢訶纏1個の量子的な挙動に関して、量子的な高]コヒーレント振動の荵,亡悗垢訐がなされた。これはNTTよりJにニュースリリースされている(参考@料9)。そこでもいろいろな応が提されているので、もし興味があれば、詳細は参考@料9などをご覧頂きたい。
講演会では最後の問に「ノーベル賞を仮定した場合、何が達成されたらb与されるとお考えか」という問が出た。講師は笑いながら「量子R角形(参考@料10)ができれば」との返であったが、ぜひノーベル賞を`指して頑張って頂きたいと思った。
3.IEEE EDS ウェビナー
3.1「Materials and Device Technologies for Quantum Information Sciences」, 5 August 2020, 11 AM - 12 PM (日本時間2020Q8月6日0:00-01:00)
講師はペンシルバニアj学電気・システム工学鞳\教(Assistant Professor in Department of Electrical and Systems Engineering at the University of Pennsylvania (Penn))のDeep Jariwala先據併温憂@料11)である。@の通り量子情報通信に使われる材料とデバイスに関する講Iであった。
まず量子情報通信の基礎的解説がなされ、1989QのH. DehmeltとW.Paul(参考@料12)、そして2012QのS. HarocheとD. J. Winelandのノーベル駘学賞p賞(参考@料13)が、量子情報通信スタートの歴史的な\術背景であるとの説があった。
いて量子情報通信\術や量子コンピュータ\術の基礎は量子ビット(Qubit)(参考@料14)であるとして、量子もつれによる量子ビット(entangled qubits)の念説が、ブロッホ球(Bloch Sphere)(参考@料15)を使ってなされた。量子ビットを実現する}法としてはいろいろ瑤蕕譴討い襪、ここでは主としてイオントラップによる量子ビット(Trapped Ion Qubits)と電導による量子ビット(Superconducting Qubits)について、それぞれの長所]所を比較している。
今後の発tのためには]所のタKが_要なので、そこだけjぎで書きとった。ivの]所は、レーザー光を使うためスケーリングが困Mなことと、ゲートのスピードがいことを屬欧討い襦8綰vはゲート接に限cがある(limited gate connectivity)点と、コヒーレンス時間が]い、そして極低aが要であることを指~していた。
2000Qから2015Qにかけてこのコヒーレンス時間(coherence time)が指数関数的にQ々Pびており、そこにもムーアの法Г成り立っている。このことは、筆vは不咾瑤蕕覆ったが、瑤訖佑瑤襪如Google の画妓〆でcoherence timeとMoore’s lawを入すると、講演に使われた図C(参考@料16)がすぐ検索できる。
材料としてはSi/SiGeU、GaAs/AlGaAsU、そしてトンネル絶縁膜ではAl2O3 など、我々半導専門分野でもRみの材料が登場した。最後にIntel 、IBM、Googleなどで行われている研|の現Xと来予Rがなされていた。いずれもウェブから容易に情報がuられるので、ここでは省Sする。
このウェビナーを擇聴する場合は、時差の関係で日本では真話罎砲覆襦{音したものでもよければ後日IEEE EDSのアーカイブでo開(参考@料17)されており、しかも講I当日にはなかったC幕まであるので、英語が母国語でない身には至れり尽くせりである。
3.2 「Introducing Layered Dielectrics in solid-state microelectronic devices」、19 August 2020 11 AM - 12 N (EDT - New Jersey) (日本時間2020Q8月20日0.00-01:00)
講師は中国Soochowj学(Soochow University)(参考@料18)の Mario Lanza教bである(参考@料19)。このウェビナーは盜颪ら発信されたが、これも講演1週間後にEDSアーカイブ(参考@料20)に{画がo開されている。
内容は@のように2次元デバイスに使われる誘電層に関するものであった。もちろん、そこには絶縁層として使われる場合も含まれている。2次元デバイスに関してはJにこのブログでも報告(参考@料21)している。この2次元デバイスの草分け時代には、]\術で分子線エピ(MBE)や原子層\積(ALD)で日本人の貢献(参考@料22)もjであったし、Si単k層のシリセンに関して先鞭をつけたのも日本人である(参考@料23)。筆vの拙い講Iの@料で恐縮であるが、図1のようにその後、中国Uの科学v達の躍が`覚ましく、Hくの材料が研|された(参考@料24)。
図1 中国における二次元デバイスの研|(参考@料24)
図1でも誘電、あるいは絶縁層として六犠U窒化ボロン(h-BN)(参考@料25)の例がされている。このウェビナーでは主に講師のグループで行われたh-BNの研|成果が報告された。
2次元材料ではk般にin-planeでは共~T合であり、out-of-planeではvan der Waalsが働いていて、動作解析は複雑である。この|の材料をデバイスに使う場合は、良好なX伝導率と高い絶縁耐圧(dielectric strength)が求められる。しかしk般に使されるhigh-k材料は、他の2次元材料とのcC性が良くない。
そこで講師は、バンドギャップが5.9eV、機械的な咾気500N/m、X伝導率600W/mK、そして1500°Cまで耐えられるh-BNにR`して研|を進めている。この講演では、機械的な劈開法(mechanical exfoliation)、Cu屬CVDで成膜する桔 △修靴鍋]相中の劈開(liquid-phase exfoliation)法で作った3|の試料で性h価を行っている。詳細は省Sするが、峙で課として指~したcCをランダムテレグラフノイズ性で調べたT果と、に電極間の誘電膜内に発擇垢襯侫ラメントの形成が説された。そしてメモリスタを作って、その性説と、にニューロデバイスを作するBがいた。
筆vが最も興味深かったのは、2次元デバイスのhigh-k 誘電として、250°CでMBE法により成長させたCaF2が、k様なT晶という菘世芭氷イ包T晶性をしており、しかもX┣SiO2やALD成膜TiO2、そしてCVDによるh-BNと比較すると、リーク電流が最も少なく、絶縁耐圧も最も高い(27.8MV/cm)という。b文発表iのようだが、なぜ4vの中で格段に優れた性をしているのか、その理yを瑤蠅燭い箸海蹐任△襦
4.まとめ
コロナ感敢でt会が縮小され、代わりにウェビナーがHされるようになった。峙のようにウェビナーにもいろいろあり、例えば2章で述べたIEEE日本陲任蓮△修諒野で功なり@を~げた立派な業績を達成している講師によるレビューと今後の動向などの解説がHい。
それに瓦靴3章のIEEE EDS ウェビナーでは、もちろんFull Professorの講演もあるが、垉遒EDSアーカイブを調べると、どちらかというとむしろ{く元気のよいAssistant Professorレベルの研|成果を基にした講演がHいようである。聴していて、1970Q代、筆vがカリフォルニア工科j学に粒悗靴討い榛◆教b、教bにまじって、カジュアルなスタイルの{いAssistant Professorが講Iをしているのを`にして、当時の日本のj学との違いに驚いたことを思い出した。日本では謹厳な教bによる講Iがk般的だったからである。教室では背広eの教bから、コートを脱ぐようにRTされた学擇發い燭曚匹任△辰拭e\}は学攫泰xや演{の時間にしか登Tしなかった時代であった。
t会を毎Q見学していると、2-3時間ざっと見て歩くだけで、新しいことは何か、\術動向はどちらに進んでいるかを肌で瑤襪海箸できるようになる。しかしウェビナーではb文を読むのと同じ時間を要するので、2つ3つ聞いただけで、]時間で\術動向を感じDるのは困Mである。そのため、えてしてvを見て森が見えないことになりかねないと感じた。
\術動向を見失わず、しっかり把曚垢襪燭瓩砲蓮‰H数のウェビナーを聴しなければならないとすると、ドライアイを心配しながらウェビナー漬けに陥るだけである。mい学会の学術講演会もオンライン開になったので、広く浅いの把曚砲呂修舛蕕すべきだと思っている。
もちろん、定の分野の深い見をuるには、本Mにまとめた例のようなウェビナーはj変便Wである。ってそのウェビナーが誰をとしているか、どのような性格なのかを理解してかからねばならないということだろう。オンラインのメリットをpするには、送信笋痢p講vに魅ある、p講vを惹きける講演にする努と共に、p信笋砲發修譴覆蠅旅夫とRTが要である。
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いつもながら集長の氾には今vも原Mのh読の労を賜った。筆vも満80歳をし、周囲に原Mを見てくれる気眈なくなったので、独と偏見に陥らないよう、vのh読は須である。そのT味で氾のh読にはいつも感aし、頼りにしている。
参考@料
1. r志田元孝 2050Qの\術予R―課はやはりIoT、人工ΑAI)、深層学{関連か セミコンポータル (2020/06/02)
2. 氾跳二M信 (2020/05/20 20:47)
3. IEEE東B陲旅岷蕾颪同会ホームページに掲載されている。
4. 顔認証とAIの最i線
5. シリコン単電子デバイスをいた極限エレクトロニス
6. クーロンブロッケードに関してはウィキペディア
7. 2019Q5月20日からSI単位Uが_颪飽踊Tせず、量子学に基づいて定Iされるようになった。詳細は例えば金子晋久、改ケ餾歟碓Uによる電気Y
8. Maxwell’s Demonと}ばれる思考実x。詳細はウィキペディア
9. 詳細はNTTからの2019Q11月5日ニュースリリースに記されている。
10. 量子R角形に関しては科学研|J\金「基盤研|(S)単電子U御による量子Y・極限R\術の開発」を参照。
11. Stacy Lehotzky(Committee Administrator, IEEE Electron Devices Executive Office)からのEDS会^宛開アナウンスメール (2020/08/01)
12. Hans G. Dehmelt とWolfgang Paulの「Development of the ion trap technique」に瓦垢ノーベル駘学賞
13. Serge Haroche と David J. Wineland の "ground-breaking experimental methods that enable measuring and manipulation of individual quantum systems" に瓦垢襯痢璽戰駘学賞
14. 量子ビットの判りやすい説は、例えばhttps://ferret-plus.com/9474
15. ブロッホ球(Bloch Sphere)に関してはウィキペディア
16. 例えばGoogleにcoherence timeとMoore’s lawを入して画妓〆するとhttps://www.researchgate.net/figure/Color-online-The-Moores-low-for-the-coherence-time-of-superconducting-qubits_fig3_320077062
17. IEEE EDSのアーカイブ
18. Soochow Univ.
19. Stacy Lehotzky(Committee Administrator, IEEE Electron Devices Executive Office)からのEDS会^宛開アナウンスメール (2020/08/14)
講師S歴
20. IEEE EDSアーカイブ
21. r志田元孝、先頭集団で走りけるためにも、ときには戦S的に、あるいはj胆に挑戦を セミコンポータル (2017/04/07)
22. 例えばSiに関するALDに関しては、゚圭Yk先擇龍叛咾東工j@誉教b松{先擇蕕S. Imai, S. Takagi, O. Sugiura, M. Matsumura, “A Novel Atomic Layer Epitaxy Method of Silicon,” Jpn. J. Appl. Phys. 30(No. 12B), pp. 3646-3651 (1991) に詳しく述べられている。
またR. L. Puurunen, “A Short History of Atomic Layer Deposition: Tuomo Suntola’s Atomic Layer Epitaxy,” Chem. Vap. Deposition 20, 332-344 (2014)には、The First International Symposium on Atomic Layer Epitaxy in Espoo, June 11–13, 1990に゚契擇搬焼本人1@がd待されていたことが記述されている。
23. 例えばK. Takeda and K. Shiraishi , “Theoretical possibility of stage corrugation in Si and Ge analogs of graphite,” Phys. Rev. B 50, 14916 (1994)。
このPはWu Ke-Hui(吴辉), “A review of the growth and structures of silicene on Ag (111),” Chin. Phys. B Vol. 24, No. 8, 086802 (2015) にも詳しく述べられている。
24. Quhe Ru-Ge(屈贺如), Wang Yang-Yang(寨陵), and Lu Jin(吕劲), “Silicene transistors- A review,” Chin. Phys. B、Vol. 24, No. 8 (2015)、088105
25. Hexagonal Boron NitrideのS。 例えば]v哲、「グラフェンX 六犠獣皺愁曠α」、NTT\術ジャーナル 2013Q6月 pp.12-14