超薄膜レンズの衝撃

 

 　　　

  

　　　　　　　ほんとうに教養のある人というのは、どういう人のことを言うか。
　　　　　　　それは要するに、日本の現在の社会状況、それに付随するあらゆる状況がどうなっているかを
　　　　　　　できるだけよく考えて、できるだけほんとうに近いことが言えるということです。

 

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　Takaaki Yoshimoto 25 Nov, 1924 - 16 Mar, 2012　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　  　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　

 

    フラット・レンズ／超薄膜メタルレンズ

【超薄膜レンズの衝撃】

　Shrinking microscope lenses

●　ネオコン工学の此岸： 超薄膜メタレンズ

積層湾曲レンズで、カメラや望遠鏡、あるいは高深度（高開口数）顕微鏡、望遠レンズと同様に、歪みを低減し、
鮮明な画像がられる。レンズ技術は長い道のりを歩んできたが、携帯電用の小型・薄型レンズを作ることは困難と
されてきた。単一のフラット、言い換えれば平面レンズに置き換えることができれば便利になる。これは誰でもわ
かることだが。ハーバード大学工学応用科学のジョンA.ポールソンスクールの研究グループは、世界ではじめて全
可視スペクトル範囲内で高効率で動作する平面レンズでの実証実験に成功する。このレンズは、光の波長よりも小
さいナノスケール空間で曲面レンズの光屈折と同様のメタマテリアル――光を含む電磁波に対して、自然界の物質
には無い振る舞いをする人工物質――の配列を使い超薄型の導波路を実現させる。今回の実証により、現在の可視
スペクトルで動作するディスプレイ、携帯電話、顕微鏡、カメラに、デバイスなどすべての種類のレンズを駆逐す
る革命的な変化をもたらす。近い将来、このようなメタレンズが、マイクロプロセッサやメモリチップなどの半導
体製造工場で、従来レンズの製造コストを劇的に逓減させ大量生産されるだろう。今回使用された二酸化チタン製
の誘電体のナノアンテナはメタレンズの心臓部を形成し、平滑で高アスペクト比のナノスケールアレイを構成する。June 2, 2016

 Metalens works in the visible spectrum, sees smaller than a wavelength of light

意外と早かったねというのが正直な感想。『デジタル革命渦論』のダウンサイジングには違いないが、ナノサイズ
というとデバイスとしても裸眼認識できない厚みをもったデバイスでイレージングとボーダレス的特性をもち、マ
テリアルとデバイスが融合したような技術世界である。とは言え半導体産業の微細加工レベルもあと１０年もすれ
ば「３ナノメートル世代」に突入するという「ムーアの法則」の生みの親であるゴードン・ムーア自身の言葉もあ
り第５次産業革命の渦はわたしたちの生活に大変革をもたらし進行している。 

ということは太陽電池という「核融合利用技術産業」を含むエネルギー産業に大きな変化をもたらすのではないか
――例えば、集光型太陽電池への展開――と考えてみた。設備が大きく占める、様々な自動追尾集光型（下図参照）
ではなく、ルーフトップ定置型つまり、現状では２０％超まで変換効率が高まった、シリコン系あるいは化合物系、
ペロブスカイト（ハイブリッド）系、さらには、量子ドット系ソーラーパネルといった様々なソーラーパネルと結
合タイプへの応用である。これはフレネルレンズ に代替するもので、量子ドットの集光型となれば６０％も実現で
きる。

 

そういった展望を描いてた上で、後１０年の主体の設定をどうするかという課題設定に迫ってみた。これは面白い。