2023.12.14

科学と工学の交差点

marugotoyoten

カリフォルニア工科大学のYoutube動画「科学と工学の交差点」について要点と要約をまとめました

３つの要点

要点１
基礎科学と応用工学の境界は興味深い。
要点２
産業の専門家との協力と協議は画期的な発見と進歩につながることがある。
要点３
トランジスタのサイズを縮小することで性能の大幅な改善が可能であることが示されている。

要約

基礎科学と応用工学の境界は興味深い
私が大学院の論文に取り組んでいた時、基礎科学と応用工学の間には興味深い境界があることを発見しました。多くの論文が増幅回路のトランジスタを分析していましたが、スイッチとしての振る舞いについては誰も探求していませんでした。この探求は、電子が障壁を貫通する量子現象である電子トンネリングの物理学に深入りすることにつながりました。その後の12年間、私の薄い絶縁膜や金属-半導体接合を通したトンネリングに関する研究は非常に生産的でした。

協力と協議の影響
私の研究中、私はFairchildの共同創設者であるゴードン・ムーアと協力する機会を得ました。彼は私の講義のために高性能なトランジスタを提供し、彼の会社での協議に招待してくれました。この協力により、トランジスタの製造における現実の問題に取り組んでいる優れたチームと一緒に働くことができました。一緒に、既存の文献ではまだ答えられていない基本的な問題を明らかにし、トランジスタ技術の重要な進歩をもたらしました。

ムーアの法則とトランジスタのスケーリング
Fairchildでの協議の間、ゴードン・ムーアはトランジスタのサイズの制限について考えさせる質問を投げかけました。この質問が私の興味を引き、さらなる研究の結果、トランジスタを縮小することが性能の大幅な改善につながることに気付きました。水平方向と垂直方向の両方をスケーリングすることで、チップ上により多くのトランジスタを配置し、より速く、より省電力なものにすることができました。この気付きがムーアの法則の基礎となり、情報技術産業におけるトランジスタの持続的なスケーリングを推進しています。

基礎科学と現実の応用の複雑な関係
トランジスタ技術との経験から、科学的研究が産業に与えるポジティブな影響を示す一方で、基礎科学が現実の応用と密接に結びついていない場合の制約も観察しました。私の友人であるチャーリー・タウンズは、彼がレーザーの概念を提案した際に有名な量子物理学者たちから抵抗を受けました。彼らは彼のアイデアの実用的な意義を理解できなかったため、他の研究者が実際に動作するレーザーを作り上げるまで進展が阻まれました。これは、基礎科学と現実の応用の間のギャップを埋めることが技術の進歩を促進する上で重要であることを示しています。

▼今回の動画