| Project/Area Number |
16K14242
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Challenging Exploratory Research
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Research Field |
Electron device/Electronic equipment
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
Shinada Takahiro 東北大学, 国際集積エレクトロニクス研究開発センター, 教授 (30329099)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
大矢 剛嗣 横浜国立大学, 大学院工学研究院, 准教授 (30432066)
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| Research Collaborator |
Asai Tetsuya
Tanii Takashi
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2018)
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| Budget Amount *help |
¥3,640,000 (Direct Cost: ¥2,800,000、Indirect Cost: ¥840,000)
Fiscal Year 2018: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000)
Fiscal Year 2017: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Fiscal Year 2016: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
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| Keywords | 決定論的ドーピング / 単ドーパント回路 / 確率的情報処理システム |
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| Outline of Final Research Achievements |
In this research, we aimed to incerase the ion species in the deterministic doping method, develop a circuit in which a single dopant dominates the operation, and model processing in the brain with quantum effects. Then, by realizing brain-type quantum circuits that perform ultra-low-power, parallel computations, we aimed to establish a foundation for innovative information processing systems. Specifically, we established the single dopant quantum dot formation process by the deterministic doping method, and succeeded in forming a new quantum system consisting of germanium-vacancy complex, which is an achievement that enables room temperature operation. In addition, we have developed a single-dopant neural network circuit that operates using thermal noise and fluctuation for the first time, and built the basic technologies for exploring a new information processing device and circuit.
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| Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements |
本研究の成果は、ドーパントに頼らないデバイス開発が主流の中で、従来のドーパント依存トランジスタの極限形として単ドーパントが制御されたデバイスに再び光を当てた点と、制御された単ドーパントが作る量子準位の創造に学術的意義がある。今回、単一ドーパントに基づく新たな情報処理デバイス・回路が創出されたことで、小規模であっても自然・生物に学ぶ全く新しい情報処理システムの可能性が拓け、膨大な情報の中から、自ずと特徴を捉える学習型のコンピューティングの原理実証に一歩近づく成果である。加えて、情報処理システム基盤として、圧倒的に高い信頼性を有するCMOS テクノロジーの裾野を拡大させる社会的意義があると考える。
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