| Project/Area Number |
23K04383
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 26020:Inorganic materials and properties-related
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| Research Institution | Kochi University of Technology |
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Principal Investigator |
古田 寛 高知工科大学, システム工学群, 教授 (10389207)
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| Project Period (FY) |
2023-04-01 – 2026-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥4,810,000 (Direct Cost: ¥3,700,000、Indirect Cost: ¥1,110,000)
Fiscal Year 2025: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000)
Fiscal Year 2024: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000)
Fiscal Year 2023: ¥2,080,000 (Direct Cost: ¥1,600,000、Indirect Cost: ¥480,000)
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| Keywords | カーボンナノチューブ / メタマテリアル / ニューロモーフィック / 電気光学特性 / メタネットワーク |
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| Outline of Research at the Start |
カーボンナノチューブ構造体で構成するメタマテリアルの非線形電気・光学特性の確率共鳴を利用した人工神経模倣回路（メタネットワーク）を作製し、半教師あり学習でのクラス分類に適用し動作検証する。CNTフォレスト構造体が作る電気的ネットワークが有する非線形光学特性とメタマテリアル配線 を組み合わせて設計した分散特性を利用して、電気的・光学的学習・読み取りを行い、CNT構造体メタマテリアルによる双安定状態を実現する。CNT構造体メタマテリアルと視神経系構造との類似性を探求し、人工材料で神経模倣回路が実現できることを明らかにする。
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は、CNT構造体メタマテリアルの非線形電気・光学特性を利用した人工神経模倣回路を試作し動作検証することを目指す。
本年度は、小直径配向制御短尺CNTフォレストの成長制御条件、およびカーボンナノチューブ成長形態の画像解析手法、および電気光学特性について研究した。小直径配向制御短尺CNTフォレストの成長制御の要素技術として、触媒薄膜の層構造、スパッタ手法、真空環境の影響を研究しそれぞれ学会で報告した。マグネトロンスパッタリング法による積層触媒薄膜の形成とアニールにおける触媒微粒子の小直径・高密度形成の手法を確立し、安定的に単層および低層数カーボンナノチューブフォレストを長さ制御して成長する技術を開発した。
全方位配向したカーボンナノチューブフォレストの全反射および拡散反射光学特性を評価し、可視光範囲において波長依存のない低い反射率が得られた。全方位配向したCNTフォレストの合成についてについて論文で報告した。電磁界シミュレータHFSSによりCNTナノロッドからの電磁波散乱の理論解析を行い、ナノロッドの誘電率依存性を調査し、学会で報告した。
高精度の半導体パラメータアナライザAgilent E5270Bを用いてナノチューブフォレストの電気特性評価を行った。低温合成した小直径短尺CNTフォレストの横方向電気伝導特性で、当初想定したよりも電気特性ヒステリシスが小さいことが分かった。10時間の繰り返し測定によりコンダクタンスの上昇を観測し、表面状態や物理的コンタクトの変化の可能性について学会で報告した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
高精度の半導体パラメータアナライザ装置による解析により、ナノチューブフォレストの電気特性評価を行った。低温合成した小直径短尺CNTフォレストの横方向電気伝導特性で、当初想定したよりも電気特性ヒステリシスが小さいことが分かった。ヒステリシス現象を電気的ニューラルネットワークに利用する計画であったため、研究が遅れていると判断した。
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| Strategy for Future Research Activity |
CNTフォレストの横方向電気伝導ヒステリシスのメモリ効果をニューラルネットワークに利用することを想定し、ヒステリシスを上昇させるCNTフォレスト構造の探索を行う。また、１０時間の連続電気特性においてコンダクタンス値が上昇したことから、電気特性に対しては合成条件および処理によりＣ表面処理を含む後ＮＴ間コンタクトの解明と改質をおこない、電気特性にメモリ効果を生じる条件を探索する。光学特性に関しては、波長分散の少ないＣＮＴネットワークについてメモリ効果の発見を目指す。
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