6.雍 也 ようや
ことば--------------------------------------------------------------
力足らざる者は、中道にして廃す。いまなんじは画(かぎ)れり」(12)
「質、文に勝てば野。文、質に勝てば史。文質彬彬(びんびん)として然る
後に君子」(18)
「人の生くるや直し。これなくして生くるは、幸いにして免るるなり(19)
「これを知る者はこれを好む者にしかず。これを好む者はこれを楽しむ者
にしかず」(20) 「知者は水を楽しみ、仁者は山を楽しむ」(23)
--------------------------------------------------------------------
18 部屋を出るときに戸口を通らない者はいない。それなのに、人間とし
【ポストエネルギー革命序論34】
北極の暑さ、もはや一線を超えた? 森林火災が史上最多ペース
猛暑は北極まで
8月4日、北半球全体的に暑い暑い夏、その中でも多少過ごしやすそうな北極圏
でも、不快指数がピークに達しつつあるとGIMODO誌は伝えた(北極の暑さ、もは
や一線を超えた? 森林火災が史上最多ペース、 ギズモード・ジャパン)。それ
によると、ヨーロッパの記録的猛暑を引き起こした熱波→グリーンランドに到達
氷を融解→地球全体の海面上昇させ→あちこちの大陸で森林火災が引き起こし→
大気中に二酸化炭素を放出→海氷は記録的に小さく、薄くなっている、と。その
根拠───今年の北極圏の暑さが危険な一線を超えつつあるのかどうか───意
見相違を認めながらも、大きな変化が起きつつあることを否定できない。一線を
超えるのが今年なのか10年後なのかはともかく、恐ろしいのは、超えた先に何が
あるのかわからないということだと───過去数十年、北極圏は現在の混乱へ
と突き進んできた。二酸化炭素で地球全体が温暖化されているが、特に北極圏の
気温は全体の2倍のペースで上昇。2019年の夏は、そのことが浮彫りにしてと。。
北極圏での森林火災、過去1万年で最多レベル
以下に今起きている現象をまとめていきますが、まずは北極圏の大半を巻き込ん
でいる森林火災は、アラスカ、カナダ、ロシア、そしてグリーンランドにまで
拡大。グリーンランド以外では、北極圏のツンドラ生態系の南端に達する寒帯森
林まで火災に飲み込まている。カナダの火災生態学のMerritt Turetskyゲルフ大
学準教授が、北極圏での森林火災そのものは異常ではなく、これらの地域は火災
に依存する生態系であると説明しているが、それでも気候変動でその関係が変化
が顕著な事例だと言いう。
図1 観察された火災の歴史(1950–2010 CE)、土地被覆、および本文で議論さ
れている空間スケールを強調した調査地域。土地被覆は、2005年のCE(47)で収
集された衛星画像に基づいており、針葉樹(黒色、つまりPicea)または非針葉
樹(灰色)に再分類される。観察火災領域あh2005年CEの土地被覆データの収集
前(赤)および収集後(黄)に発生した火傷を表す。検証データとして、観測さ
れた火災履歴を定量化する際に、各調査サイトの周囲の半径1、5、10、20 kmで
定義された空間領域(白い円)が使用された(本文で説明されている50kmおよび
100 kmの空間スケールは示さず)。花粉データは、Screaming Lynx Lake(黒丸)
から収集。挿入図は、アラスカの調査地域の位置(ブラックボックス)と州全体
で観測された火災境界(オレンジ)を示す。ユーコン川(青)は、空間参照とし
て示す。
今年の森林火災シーズンは普通ではない
世界中の複数の大陸で、北は火災によって形成されている。大事なことは、大規
模な森林火災がより頻繁に起きているのは長期的(10年単位)トレンド、50年以
上前より頻繁になっている。今、大きな仕組みが目の前で変化するのを目撃して
いるのに等しい。北極圏の火災そのものの記録からわかる変化は10年とかの単位
だが、湖の堆積物の分析ではもっと長期間での変化を見ることができる。木炭や
いろいろな同位体について年代推定を行うことで、数千年前に起きた火災まで遡
ることができる。数年前に発表された研究では過去1万年の森林火災の頻度を推
定し、それと現状比較した結果、最近の火災の頻度が突出が明確になっている。
図4 過去3,000年にわたる生態系の変化。
これらの花粉および木炭のデータのソースは図3と同じ、ここでは、調査地域に
約 3,000 cal B.P.の近代的な北方林が設立されてからの100年にわたる変動性を
強調。堆積物の木炭分析からの(A)CHARおよび(B)FFの100年(細線)および
千年(太線、90%信頼区間)の複合記録。(C)火災の深刻度を表すCHARとFFの
比率。100周年のパターンが示される(灰色の線)が、千年の傾向(黒い線)の
みが解釈される(結果と考察)。(D)スクリーミングリンクス湖(図1)で優
勢な後期連続 P.marianaと主要なポストファイアの花粉の豊富なポプラを募集。
ダイヤモンド記号は両方の分類群のサンプリング解像度を示す。
同准教授の仕事は、データを批判にバイアスのない見方で検討し、この変化の速
さに心が痛む。(略)地球で一番魅力的な場所が燃えるのを、だた見過ごすここ
としかできないとメールで述べる。今が転換点なのかと聞いたところ、「イエス」。
ただそれは、火災が劇的に増えるような温度・湿度条件のしきい値(いわゆる「
転換点」)」があるという意味において。アラスカやシベリア、グリーンランド!
で今起きている火災は、最近の気象条件が、火災が発生するのに十分なほど乾燥
し高温であり、またバイオマスが燃えるのに十分乾燥しているという事例だと。
Thomas Smithロンドン大学准教授は、現状は転換点というより「しきい値」が妥
当だとし、今はそうなく、燃料湿度が上がれば、火災の確率は下がる。こうした
火災は良好な循環サイクルだが、泥炭火災(植物の再生により隔離されない)か
らの温室効果ガスは気候変動を進め、その後の泥炭火災の可能性を高め、この火
災が一番の問題で、2019年6月だけでもスウェーデンの1年分の二酸化炭素排出
量を超える。
寒帯森林は大気から炭素を吸い出して泥炭の豊富な土壌に貯蔵してくれるが、こ
うした泥炭の土壌は気温上昇で燃えやすくなり、しかも燃えた後は鎮火したよう
に見えてもくすぶり続け、越冬して「ゾンビ火災」となる。アラスカでは実際そう
名付けられている。ここに蓄積されるまでに数千年かかった炭素が、ボンと一瞬
でなくなってしまう。
古代以来前例のない暑さ
どう切り取ったって、これらの森林火災は将来の北極の姿を映す。暑くて乾燥し
ていれば、火災が多くなる。前出のTuretsk氏いわく、寒帯森林、特に北米の針
葉樹林は、これから50年、同じ見え方ではいられない。これによって火災と森
林、森林と気候の関係は変化し、寒帯森林は落葉樹林や草原に置き換わっていく
もの。今北極圏で起きている急速な変化には前例がない。現在の火災も怖いが、
この先の森林火災がどうなるかわからないことも恐ろしく、目が見えない状態で
飛行機を着陸させようとしているようなもの。北極圏の夏の変化の中で、森林火
災は一部に過ぎず、グリーンランドは熱波を受けて、1950年以来最大の範囲で地
表の氷が溶けて史上最高気温を観測。2012年7月、氷床が溶ける異常事態が発生、
今年はそれに次ぐ規模の60%が溶けるという予報もある。グリーンランドの氷
は7月末からの1週間だけで4000万トンも溶出した可能性があり、地球全体の海
面を0.65ミリ上昇する量となる。氷床からの川はすでに怒涛の勢いで流れ、
これから熱波がさらに強まれば下流の地域が危険にさらされる。2050年までには
このような夏が常態化すると警告する。氷の溶出は現在の気象条件のせいだが、
氷床は森林火災から来るチリとすすで黒ずみ、より熱を吸収しやすくなっており、
実際、2012年に氷床が溶け切った一因はロシアでの森林火災で発生したすすだっ
た。ただ、ヨーロッパの地球観測プログラム・コペルニクスのMark Parrington
氏いわく、今年の夏の火災の間は北の風が吹かず、氷床と海氷の溶解がこれでも
抑えられている可能性がある。
よりたくさんの森林が燃え氷床がさらに黒ずみ、気温が上昇していくと、今世紀
末には2012年に起きたようなメルトダウンが常態化し。北極圏の氷床が記録的に
小さくなっている。7月末の熱波は強烈だが、それがなくても北極の氷は9月ま
でどんどん縮小を続け、1970年代以来10年ごとに13%ずつ小さくなり海氷サイ
ズの長期トレンドと完全に一致する。北極の温暖化、海氷面積と厚さの縮小を、
リアルタイムに見ているわけで恐怖でしかないとカリフォルニア大学のZack Labe
氏研究者は語る。
以上、このブログの「スウェーデンの環境少女 ヨットで 国連出席へ」(2019.
07.30)で掲載してきたことを裏付ける。
表面欠陥密度1/2以下、変換効率10倍のパワー半導体SiCエピウェハ
8月1日、昭和電工株式会社は、パワー半導体の材料である炭化ケイ素(SiC)
エピタキシャルウェハー(エピウェハー)の6インチ(150mm)品において、現
在量産中の低欠陥グレード「ハイグレードエピ(HGE)」を、さらに高品質化し
た第2世代製品(HGE-2G)を開発したことを公表。 SiCパワー半導体は、現在主
流のシリコン製に比べ耐高温・高電圧特性や、大電流特性に優れ、電力損失も大
幅に削減できることから、電力制御に用いるモジュールの軽量・小型化と高効率
化を実現する製品として市場が拡大。データセンターのサーバー電源や太陽光発
電等の分散型電源、電気自動車に搭載される充電器及び高速充電スタンド、鉄道
車両への採用が進んでいるほか、2020年代前半には電気自動車のパワーコントロ
ールユニット(PCU)への本格搭載が見込まれ、今後さらなる需要拡大が期待さ
れている。
高電圧・大電流を効率的に変換するインバーターモジュールには、SBD(注1)とMOS
FET(注2)が搭載されます。SiCの採用はSBDが先行し、Si-IGBT(注3)と組み合わせた
ハイブリッドインバーターが使用されてきたが、近年のSiCエピウェハーの品質
向上とデバイスプロセスの高度化により、SiC-MOSFETが実用化され、より効率の
良いフルSiCインバーターの普及が始まっている。特に、電気自動車及び鉄道車
両向けのモーター駆動インバーターモジュールでは100A級の大電流を一つのデバ
イスで扱うため、SiCエピウェハーから生産されるチップが10mm角級に大型化さ
れます。このような大型チップでは、生産時の収率(歩留まり)悪化を防ぐため、
エピウェハーの表面欠陥密度を0.1個/cm2以下に抑える必要がある。今回開発した
HGE-2Gでは、エピタキシャル成長プロセスの高度化等により、❶デバイス初期歩
留りに影響する表面欠陥密度を従来の当社HGE の1/2以下に、❷デバイスの信
頼性(通電劣化)に影響する基底面転位の基板からの伝播における変換効率を従
来の10倍以上にまで高めた。これにより、従来のHGEに比べて更なる高品質グ
レードのエピウェハーHGE-2Gを市場投入する。同社のグループは、個性派企業(
収益性と安定性を高レベルで維持できる個性派事業の連合体)の実現をVision(
目指す姿)としている。SiCエピタキシャルウェハーの世界需要は、2025年に
1,500億円規模に拡大すると予想され、“ベスト・イン・クラス”をモットーに、
急拡大する市場に対し、高信頼性品の開発や積極的な増産投資を通じ、SiCデバ
イスの普及に貢献するとともに、個性派事業への成長を目指す。
関連特許:特開2018-107378 炭化珪素半導体装置とその製造方法、炭化珪素半
導体の酸化膜の形成方法
【符号の説明】10、20・・・結晶 100a、100c、100e、200a、
200c・・・一方の面 100b、100d、200b、200d・・・他方
の面 10・・・基材 10A、20A・・・プレート 10B、20B・・・研
削テーブル
【概要】
一般に、炭化珪素半導体装置(デバイス)を構成する半導体基板の表面や、表面
に形成されて露出した接合構造の終端部には、それらを保護する目的でパッシベ
ーション膜が形成される。パッシベーション膜は、用途に応じた種々の材料、製
法を用いて形成される。例えば特許文献1には、化学気相成長(CVD)法を用
いて形成する酸化膜が、保護膜として記載されている。また、特許文献2には、
ポリイミドからなるパッシベーション膜が記載されている。また、特許文献3に
は、炭化珪素基板の熱酸化膜の上にスパッタで形成した、非化学量論的窒化ケイ
素からなるパッシベーション膜について記載されている。 図11(a)〜(c)
に、従来のパッシベーション膜を備えた炭化珪素半導体装置200、300、
400の模式的な断面図を示す。図11(a)、(b)に示すように、従来のパ
ッシベーション膜には、ポリイミド膜202B、302Bの下層に、それぞれ、
CVD酸化膜(SiO2)202A、CVD窒化膜(SiN)302Aを使用し
たものがある。しかしながら、CVD酸化膜202Aは、ポーラスが大きいため、
耐湿性が低く、デバイスの保護膜としての信頼性が十分でない。また、CVD窒
化膜302Aは密着性が低く、剥がれやすい。従来のパッシベーション膜を用い
る場合には、これらの問題に対応するための工夫が必要とされている。熱酸化膜
は、SiCとの密着性が高く、耐湿性はCVD酸化膜より優れているが、一般的
には厚く形成することができないため、パッシベーション膜として用いることは
難しいと考えられている。特許文献3では、熱酸化膜の厚さが100〜500オ
ングストロームとされており、図11(c)に示すように、パッシベーション膜
として厚さを積み増しするため、熱酸化膜402Aの上にCVD酸化膜402C
を形成してなる2層構造としたものが提案されている。ただし、この構造では、
CVD酸化膜402Cの存在により、上述したように耐湿性が低くなり、デバイ
スの保護膜としての信頼性が不十分である。上図1のごとく、本発明の炭化珪素
半導体装置100は、炭化珪素基板101と、炭化珪素基板101の主面上を覆
う第1パッシベーション膜102Aと、第1パッシベーション膜102A上に形
成された第2パッシベーション膜102Bと、を有し、第1パッシベーション膜
102Aが、厚さ0.1μm以上の熱酸化膜でパッシベーション膜の機能を高め
た炭化珪素半導体装置とその製造方法を提供する。
関連特許:特開2019-127415 単結晶4H−SiC成長用種結晶及びその加工方法
【概要】
本発明の単結晶4H−SiC成長用種結晶は、直径が150mmより大きく、厚
みが1mm以上かつ前記直径の0.03倍以下の範囲内である円板状の単結晶4
H−SiC成長用種結晶であって、単結晶4H−SiCを成長させる一方の面が鏡
面であり、他方の面のRaが10nmより大きく、かつ、内部応力分布が低減し
た状態でのうねりの大きさの絶対値が12μm以下であることを特徴とすること
で、トワイマン効果によって発生するうねりの大きさが最小限に抑えられた単結
晶4H−SiC成長用種結晶と、その加工方法を提供する。
【
【符号の説明】10、20・・・結晶 100a、100c、100e、200a、
200c・・・一方の面 100b、100d、200b、200d・・・他方
の 面 10・・・基材 10A、20A・・・プレート 10B、20B・・・研
削テーブル
サツキマス完全陸上養殖に成功
7月25日、水産研究・教育機構(水研機構)は、国内で初めてサツキマスの完
全陸上養殖に成功したことを公表。サツキマスは川の上流に生息するアマゴが海
へ下って成魚に成長した魚で、産卵のため再び川へと戻る。近年は養殖したサケ・
マス類を地域のブランド品にする「ご当地サーモン」の生産が全国各地で広がっ
ており、今回の研究成果を活用することで、これまで養殖が行われていなかった
地域でもご当地サーモンを生産できる可能性が出てきた。サケ・マス類の養殖に
は淡水と海水の両方での飼育が必要だった。同機構はイケス内を淡水から海水に
切り替える水槽を開発。淡水と海水を行き来する環境を同じ施設で管理できる体
制を構築した。今後はトラウトサーモンやサクラマスなど他のサケ・マス類に同
様の技術が適用できるか研究を進める。
これまでサツキマスのように淡水でふ化し、海で成長する降海性マス類は、成長
しやすい個体を親魚(養殖用の稚魚を生ませる親)に選抜することでより養殖に
適した稚魚を生産してきた。ただ「海面で飼育した親魚を採卵のために淡水の施
設に導入する(移す)と、海水由来の疾病を持ち込む危険性があるため、これま
で積極的には取り組まれてこなかった」(同機構)。 今回開発したシステムで
は淡水から海水、海水から淡水へ徐々に水を切り替えるため、海や川に近いとい
った立地条件にこだわらずにサツキマスの養殖ができる。同研究所では海水とカ
ルキ抜き処理をした水道水でサツキマスを飼育。昨年10月に採卵に成功し、産業
レベルと同等の飼育密度で育て、平均で1尾1.3キロサイズになったという。
生残率は98%だった。
世界最高効率バイオガス発電 エビの養殖池から出る汚泥を利用
8月2日、エビの養殖池から出る汚泥などを原料にしたバイオガス発電で、世界
最高効率レベルの発電効率を達成したと九州大などの研究チームが発表。実証研
究施設はベトナム南部ベンチェにあり、メコンデルタで廃棄される稲わらやココ
ナツのしぼりかすも使い、再利用を目指している。研究は、九大水素エネルギー
国際研究センターの白鳥祐介准教授(電気化学)をリーダーにベトナム国家大ホ
ーチミン市校などが参加。日本企業4社と連携し、昨年1月にメタン発酵槽と発
電施設(出力1キロワット)の稼働実験を始めた。今年7月9、10日に発電効率62.
5%を達成。バイオガスをセラミック型の燃料電池に通し、イオン反応で電気を
起こす仕組みで、ガスを燃焼させるエンジン発電機よりも2~3倍の効率となっ
た。発電する電気は直流で、エビ養殖池で水に酸素を送る機材の電源などに利用
している。経済成長が進むベトナムでは電力が不足しており、エビの養殖池は汚
泥がたまるため寿命が5年と短く、次々に池がつくられて森林破壊の原因になっ
ている。白鳥准教授は「5年かけ研究者約60人が取り組んだ成果。今後はコス
トを低減し、集落ごとに使える10キロワット程度の施設を開発し普及を目指す。
タイ水力発電ダムで浮体型太陽光発電システム
Ciel&TerreとSCGは、タイの水力発電ダムで浮体型太陽光発電システム開発の覚
書に署名した。Sky&Earth ThailandのエグゼクティブディレクタであるHarold
Meurisseは最近、バンコクポストに、タイは常に有望な市場であると語った。こ
れは、太陽光発電設備の安全性と品質を損なうことなく、太陽光産業がコスト競
争力を求めている国であり、その結果、SCGとのパートナーシップを確立するこ
とが自然となり、最高のポリマーと浮体型太陽光発電と水力発電ダムのハイブリ
ッド化の機会をつかむことができたと言う。また、Ciel&Terreはこのパートナー
シップをより広範な地域レベルに波及拡大を検討している。この新しい発電シス
テムの太陽光発電と水力発電の組み合わせの利点は、❶変電所や送電線などの水
力発電所が提供する産業基盤整備をこの太陽光発電設備に活用でき、❷ダムの水
分蒸発を遅らせることもできる。❸ハイブリッドエネルギー生産は、水位が低い
ときや太陽光不足している時など互いに俯瞰できる。
拡大セグメント
タイは、特にダムに浮かぶ太陽光発電設備の能力開発を目指している。ブルーム
バーグによると、この国は2037年までに9つのダムに2.7 GW近くの太陽光発電容
量を設置する予定。昨年、6月タイ政府電力公社(EGAT)は、55 MWの水上ソー
ラーを開発の入札を募集。事業は、国の北東部にあるシリントーンダムに設置さ
れる。総投資額は18億6000万バーツ(5400万ユーロ)に達する。入札募集は8月
20日に終了する。
※これはユニークなシステムですね(風力と太陽光の補完併設式?)。
テスラスーツ:フルボディ仮想現実スーツ
触覚フィードバック、モーションキャプチャ、生体認証システムを備えた新しい
ウェアラブル電子スーツは、将来の没入感の高いVRテクノロジーへのヒントにな
る。つまり、「人体とデジタル世界の双方向インターフェース」と言われている
テスラスーツは、ウェアラブル技術の最先端にある。触覚フィードバックシステ
ム、モーションキャプチャおよび位置センサ、生体認証フィードバック、および
マルチプレイヤー機能により、VRトレーニングを加速し、リアリズムを向上させ
た、より豊かでパーソナライズされたシミュレーションを提供できる。感覚とパ
フォーマンスの観測は、Teslasuitの設計の中核。スーツ全体に分散された電子
メッシュは、小さな電気パルスを使用し、接触、風、水、熱、寒さの感覚を再現
でき、仮想現実と拡張現実の両方で、アクション、または、オンデマンドでトリ
ガーとなり、筋肉の記憶を引き込みながら、没入感と360度の認識を高めることが
できる。例えば、仮想現実空間で。対戦相手があなたにパンチを感じることがで
き、武器の発射の反動を感知、またはあなたを抱き締めるキャラクタを感じるこ
とができたり、消防士として訓練し、暑さの変化に感得でる。
一方、10個のモーションキャプチャおよびポジショニングセンサーのネットワー
クは、生体の正確な動きを記録、ライブの仮想環境に転送したり、オフラインで
アニメーションを記録したりできる。これらの動きは、Unreal Engine 4/Unity
3Dと統合でき、トレーニングアプリケーションでは、専門家は経験の浅いユーザ
ーが比較できるベースラインを設定、過去の追跡されたアクションに基づいて運
動能力を向上できる。さらに、生体認証システムはバイタルサインを監視し、高
度な健康およびパフォーマンスデータ分析できる。ユーザーから収集されたリア
ルタイムデータを使用して、感情状態、ストレスレベル、およびその他の重要な
健康指標を中継できる。 これにより、パーソナライズされた体験のために研修生
に適応するインタラクティブなVR / ARトレーニングコンテンツ、および経時的な
改善または劣化を理解の主要なベースライン測定が可能になるという。
※特にコメントはないですね(やってみれば!との程度で)。
● 今夜の一曲
A World of Without Love, Peter & Gordon
Song Writers:Lennon-McCartney