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江崎玲於奈
【トンネル効果を応用してポテンシャル障壁を突破】-10/6改訂

こんにちはコウジです。

半年ごとの記事見直しです。
では、ご覧ください。内容を整理し、
主にリンクを見直しました。
現時点での英訳も考えています。
(以下原稿です)

トンネル効果
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【1925年3月12日生まれ ~ 【ご存命中】 】


【Photo: Wikimedia Commons / CC BY-SA】

概説

江崎玲於奈は、先の世界大戦後の電子工学の発展を
象徴する物理学者の一人です。

2026年10月の時点で101歳を迎えており、日本のノーベル賞
受賞者の中でも最長寿の一人として知られています。

江崎は半導体デバイスの研究において、量子力学の
原理を応用した新しい電子デバイスを発明しました。

この功績により1973年、スウェーデン王立科学アカデミーから
ノーベル物理学賞を授与されました。

授賞式では、当時即位したばかりの
カール16世グスタフからメダルを受け取っています。

この国王にはちょっとした面白い逸話があります。
1976年の王室結婚式の披露宴で、スウェーデンの人気グループ
ABBA
が新曲を披露しました。それが後に世界的ヒットとなる
Dancing Queen
だったのです。

ノーベル賞授賞式で江崎がメダルを受け取ったとき、国王はまだ27歳。
そのとき同時に表彰された若い研究者の一人が

ブライアン・ジョゼフソン

でした。

1973年、江崎玲於奈は48歳。
その授賞式で彼は、

自然科学の成果を称える式典では、
人種や国境を越えて人々が集まってくる

という喜びを語っています。科学が国境を
越える営みであることを象徴する言葉でした。


江崎玲於奈の業績

デバイス工学において、ミクロな量子現象を利用することは
極めて重要です。電子デバイスの内部では、電子は
単なる粒子としてだけではなく、波としての性質も持っています。

江崎玲於奈は、この量子力学的な性質を利用して、従来の
半導体理論では説明できない現象を実験的に示しました。

彼が研究対象としたのは、ゲルマニウム半導体のPN接合でした。
通常の半導体では、電子はエネルギー障壁を越えない限り
接合を通過できません。

しかし江崎は、接合の幅を極端に薄くすると、
電子が量子的効果によって障壁をすり抜けることを発見します。

この現象は量子力学で

量子トンネル効果

と呼ばれています。

この原理を応用して彼が開発したのが

トンネルダイオードです。

このデバイスでは、電圧を上げると逆に電流が減少するという
**「負性抵抗」**という特殊な特性が現れます。

当時としては非常に斬新な発見であり、高速電子回路や
マイクロ波発振器などの研究に大きな影響を与えました。

この成果が評価され、江崎玲於奈はノーベル物理学賞を
受賞することになります。

江崎玲於奈と半導体超格子

江崎玲於奈の業績は、1973年のノーベル物理学賞で終わりません。
むしろ、その後の研究には、現在の半導体技術につながる重要な仕事があります。

その代表が半導体超格子です。

江崎は1960年代後半から、異なる半導体材料を人工的に周期的に積み重ねる
ことで、新しい電子状態を作り出す「半導体超格子」の研究を進めました。
これは自然界にある物質をそのまま利用するのではなく、
材料を人工的に設計することで、電子の振る舞いを変えようとする考え方です。

1969年には半導体超格子の概念を提案し、その後の研究では、超格子構造に
特有の負性微分伝導や共鳴トンネルなどの現象を実験的に確かめていきました。
こうした研究は、後の高速トランジスタや光デバイス、量子井戸構造などにもつながっていきます。

ここで、最初に紹介したトンネルダイオードとのつながりが見えてきます。

トンネルダイオードでは、電子が薄いエネルギー障壁を量子力学的に
通り抜ける現象を利用しました。そして半導体超格子では、人工的な
構造の中で電子のエネルギー状態を設計し、量子力学的な現象
そのものをデバイスの機能として利用しようとします。

つまり江崎玲於奈の研究には、「量子力学を理解する」だけでなく、「量子力学を利用できる半導体構造を人工的につくる」という流れがあります。

この考え方は、現在のナノテクノロジーや量子デバイスを考えるうえでも
興味深いものです。江崎の研究は、戦後の半導体物理学から、人工的に
量子状態を設計する現代のデバイス工学へ向かう流れの一部として見ることができます。


晩年の江崎玲於奈

江崎玲於奈は研究者として世界的に活躍した後、
日本の教育界でも重要な役割を果たしました。

筑波大学の学長を務めるなど、
日本の科学教育の発展にも大きく貢献しています。

研究者として第一線で活躍した後、教育者として次世代を育てる
「第二の人生」を歩んだ点も、彼の大きな功績の一つと言えるでしょう。

さらに晩年になっても科学政策や教育について積極的に発言し、
日本の研究環境について多くの提言を続けてきました。

2026年10月時点で101歳。
日本人ノーベル賞受賞者の中でも最高齢の一人として、現在もご存命です。

更新のたびに複数のサイトでご存命を確認していますが、これからも静かに
長生きしていただきたいと願わずにはいられません。

科学史において「量子力学を電子工学に橋渡しした人物」として、
江崎玲於奈の名前はこれからも長く記憶され続けることでしょう。

更に語りたい部分はありますが、江崎玲於奈氏はご存命中なのでここまでと致します。更新のたびに幾つかのサイトでご存命であると確認していますが、少しでも長生きして頂きたいです。書き足したい気持ちはありますが、半面で今は少しでも静かに長生きして頂きたいと思っています。

2026年10月時点で101歳。
最高齡の日本人ノーベル賞受賞者
としてご存命中です!!

関連する物理学者(前後の流れ)

◀ 前の人物:ジョン・バーディーン

▶ 次の人物:久保亮五

この分野の物理学者(量子力学・半導体・物性物理学)

量子トンネルから超伝導へ

江崎玲於奈の研究は、半導体の中で起こる量子トンネル現象を
実験的に捉えたところから、半導体デバイスの新しい可能性を開きました。

一方、トンネル現象は超伝導の研究とも深く関係しています。1973年の
ノーベル物理学賞では、江崎玲於奈、ブライアン・ジョゼフソン、
イヴァール・ジェーバーが固体中のトンネル現象に関する研究で共同受賞しました。

さらに物性物理学を統計力学から見ると、久保亮五の線形応答理論へも
つながります。電子の個々の量子力学的な振る舞いから、
物質全体の集団的な性質へと視点を広げることができます。

江崎玲於奈から現代の半導体へ

江崎のトンネルダイオードと半導体超格子の研究は、電子の量子力学的性質を
人工的な構造の中で利用するという方向へ発展しました。

この流れをたどることで、戦後のトランジスタ研究から、半導体超格子、
量子井戸、そして現代の量子デバイスへと続く物理学と電子工学の関係を考えることができます。

20世紀の物理学者や時代別の物理学者からも、江崎玲於奈を
起点として関連する研究者をたどることができます。

 

〆最後に〆

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以上、間違い・ご意見は
以下アドレスまでお願いします。
最近は全て返信出来てませんが
必要箇所は適時、改定をします。

nowkouji226@gmail.com

2020/08/27_初版投稿
2026/10/06_改定投稿

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(2021年11月時点での対応英訳)

Overview

Leo Esaki was a physicist from the previous World War era. She invented the electronic device and received the Nobel Prize from King Gustav of Sweden. She has a deep understanding of quantum mechanics and is creating devices that apply the tunnel effect that applies that principle. By the way, there is an anecdote that King Gustav was an interesting person, and when he invited ABBA to a wedding reception, he performed a new song, Dancing Queen, which became a big hit worldwide. Leo Esaki was the first person to hand over the Nobel Prize at the age of 26. Another was Brian Josephson. In 1973, Leo Esaki was 48 years old. So he rejoiced to the King, “At ceremonies celebrating the achievements of the natural sciences, people come from different countries” without race or discrimination. “

Achievements of Leo Esaki

It is very important to apply the micro character in device engineering. By applying the part of the target device where the quantum character appears prominently, it became possible to use functions that could not be predicted by conventional thinking. Specifically, when considering germanium, pay attention to its PN junction width. The wave-like aspect of the conduction electron there is related to the conductivity, and the quantum effect appears when the junction width is narrowed. It is an image of electrons passing through places that should not be able to pass when considering the potential. Imagine in real space and think of a system that somehow passes through the “potential wall”. It’s just a quantum effect.

Leo Esaki in her later years

After Leo Esaki was active as a scholar, she is active as an educator at the University of Tsukuba. She has a solid second life and she is very respectable. There is something I would like to talk about, but since Leo Esaki is still alive, I will end here. She wants to add more, but on the other hand she wants her to live a little quieter and longer.



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