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鉛電池並のエネルギー密度を、有機物質のみで達成！安全、安価、長寿命の蓄電デバイス
安価で、希少元素や毒性のある元素を用いない安全性の高い蓄電材料を目指して、正極と負極との両方にキノン系化合物の使用が検討されてきた。しかし、キノン系化合物等を活性炭などの多孔質体に担持させても、キノン系化合物等が多孔質体から溶出してしまうため、蓄電として短寿命となる（すなわちサイクル特性が悪い）課題があった。本発明は、サイクル特性の課題を解決したものであり、鉛電池並のエネルギー密度を、有機物質のみで達成した事を特徴とする。
アンテナで光を捉え、電力として抽出 ～中・遠赤外光の電力変換が可能！～
電磁波を電力に変換するデバイスとしてアンテナとダイオードで構成されるレクテナが知られている。レクテナは、アンテナで電磁波を吸収し、それに伴って発生する電場の内部振動を、ダイオードで整流することによって光電変換を行うものである。近年では、レクテナの技術を光の周波数領域に適用した光レクテナの研究が進められており、太陽光で発電を行った結果が報告されているが、現在報告されている光レクテナは、作製が難しい、もしくは効率が低いといった課題が存在する。本発明では上記課題を解決するべく、金属-誘電体-金属(MIM)トンネルダイオードに特殊な構成と材料を導入し、さらに空洞共振器を応用したデバイスにより、光電変換効率を大幅に上昇させることに成功した。
光電変換デバイスの小型化、消費電力削減で膨大な情報処理を実現
光の波としての特徴である並列性や多重性を利用して、光ファイバーが実用化されているが、伝送する情報の数が増えるほど対応する光電変換機器が必要となり、装置の大型化や消費電力増加等の課題がある。一方、電子は光と異なり並列性や多重性を組み込むことができないため、半導体集積回路等の電子デバイスでは、原則複数の情報を同時に伝送することは不可能であった。 本発明は、波の性質を有する「電子スピン波」に着目し、その波長を情報として用い、さらに電子スピン波どうしを重ね合わせることによって、従来光ファイバーで行っていた情報の多重伝送を、固体電子デバイスで行うものである。これにより多重化した情報を処理する際に逐次計算する必要がなくなり、既存の光電変換デバイスに置き換えて、デバイスの小型化および消費電力削減が期待でき、今後膨大に増える情報処理に貢献する可能性がある。また多重電子スピン波を用いた多状態情報の伝送・処理・記録を一括で行うデバイスも実現し得る。
実質臓器深部へも薬剤を効率よく分布させることができる！
脳局所へ薬剤を注入する方法として、CED（Convection-enhanced delivery）法が開発されている。CED法は、薬剤を持続陽圧下で局所注入する方法である。血液中に投与される薬剤は、血液脳関門により脳内への薬剤送達が制限されるが、CED法では効率的に脳実質内への薬剤送達が可能となる。しかし、従来のCED法では、患部への薬剤分布に時間がかかり（薬剤注入速度：1～5μL/分）、必要量を投与するのに数日かかるという問題点があった。 そこで、本発明者らは、脳深部へも薬剤注入が可能で、かつ、効率的に薬剤を分布させることができるデバイスを開発した。本発明を用いれば、従来のCED法と比較して短時間で、脳などの実質臓器深部へ効率的に薬剤を送達することができ、患者の負担も軽減されることが期待できる。
磁気情報を不揮発的に保持し、低い消費電力で高速動作が可能
現在、情報化社会の発展に伴い、メモリの記録密度のさらなる向上が求められている。情報を長時間にわたり不揮発的に記録できる磁気ランダムアクセスメモリ(MRAM)は、半導体メモリに代わる次世代メモリとしての応用が期待されている。しかし、電力消費、動作速度、信号遅延などの面で、半導体メモリより劣っている上、光情報技術との親和性が低いという課題がある。 本発明によって情報を不揮発的に保持でき、かつ低い消費電力で高速動作が可能な光スピンデバイスと、これを用いた情報保持装置を提供することが可能になった。本発明の光スピンデバイスは、磁性材料層とスピン欠陥層とを有していることを特徴としている。本発明は、磁気情報を不揮発的に保持でき、かつ低い消費電力で高速動作が可能である。また、本発明の光スピンデバイスを用いた情報保持装置は、高速かつ高感度の情報の書き込みと読み出しが可能であり、今後急速な発展が見込まれる光情報技術との親和性も高い。
