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分子・原子の協働による新しい情報処理システム

Publicly Offered Research

Project AreaMolecular Architectonics: Orchestration of Single Molecules for Novel Function
Project/Area Number 26110521
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)

Allocation TypeSingle-year Grants
Review Section Science and Engineering
Research InstitutionWaseda University (2015)
National Institute for Materials Science (2014)

Principal Investigator

長谷川 剛  早稲田大学, 理工学術院, 教授 (50354345)

Project Period (FY) 2014-04-01 – 2016-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2015)
Budget Amount *help
¥5,720,000 (Direct Cost: ¥4,400,000、Indirect Cost: ¥1,320,000)
Fiscal Year 2015: ¥2,860,000 (Direct Cost: ¥2,200,000、Indirect Cost: ¥660,000)
Fiscal Year 2014: ¥2,860,000 (Direct Cost: ¥2,200,000、Indirect Cost: ¥660,000)
Keywordsナノ電子デバイス / 原子スイッチ / 脳型演算
Outline of Annual Research Achievements

本研究では、分子機能を利用した単一原子輸送現象の実現と、それを利用した分子と原子の協働による新しい情報処理システムの開発を行う。具体的には、最近、光機能性分子をスイッチング動作に利用することで、原子単位での金属原子析出の制御が可能であることを示唆する結果が得られていることから、本研究では、1)電位制御による原子単位での析出を実現、続いて、2)分子機能を利用した原子単位での析出と輸送の制御を行う。この分子と原子の協働現象を利用することで、信号の揺らぎやバラツキを積極的に利用して動作するネットワーク型の新しい情報処理システムを構築する。
平成27年度は、ナノドットからの析出可能な金属原子数が印加電圧とナノドットのサイズに依存することを明らかにした昨年度の成果を利用して、綱引きモデルに基づくネットワーク形成の可能性を検証する実験を行った。ひとつのナノドットに複数の電極を対向して配置することは現在の微細加工技術では困難があるため、サブミクロンサイズの硫化銀アイランドに対して、その左右に金属電極を配置した構造で動作実証を行うこととした。硫化銀アイランドのサイズが大きいため、伸張可能な金属フィラメントの長さも長くなる。このため、硫化銀アイランドと対向金属電極間の距離を数百ナノメートルに設定し、かつ、電極間に金属フィラメントの伸張を可能とする固体電解質ポリマーを配置した。
実験の結果、硫化銀アイランドから右に配置した対向電極にフィラメントが伸張した場合、左に配置した対向電極に向かって伸びていたフィラメントが縮む現象が観測された。これはまさに左右の対向電極間における綱引き動作であり、今年度の目標を達成することができた。得られた成果を基に論文を執筆、投稿した。

Research Progress Status

27年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

27年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(2 results)
  • 2015 Annual Research Report
  • 2014 Annual Research Report
  • Research Products

    (7 results)

All 2015 2014

All Presentation (7 results) (of which Int'l Joint Research: 3 results,  Invited: 3 results)

  • [Presentation] Ion control in an electronically insulative thin layer for neuromorphic application2015

    • Author(s)
      長谷川剛
    • Organizer
      International Workshop on Dielectric thin films for future electron devices
    • Place of Presentation
      科学未来館
    • Year and Date
      2015-11-04
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Towards Atomic Switch Network Computing2015

    • Author(s)
      長谷川剛
    • Organizer
      International Workshop Advances in ReRAM (Materials & Interfaces)
    • Place of Presentation
      イタリア
    • Year and Date
      2015-10-15
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] ReRAM動作における金属イオン拡散とフィラメント形成の特徴2015

    • Author(s)
      長谷川剛
    • Organizer
      第76回応用物理学会秋季学術講演会
    • Place of Presentation
      名古屋国際会議場
    • Year and Date
      2015-09-15
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] Atomic Switch-based Tug-of-War2015

    • Author(s)
      Carolin Lutz, Toyohiro Chikyo, Song-Ju Kim, Tsuyoshi Hasegawa
    • Organizer
      International Workshop on Molecular Architectonics
    • Place of Presentation
      知床
    • Year and Date
      2015-08-03
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 高分子電解質を用いた原子スイッチ動作の温度依存性2015

    • Author(s)
      鶴岡徹、モハパトラソーミャ,カーティッククリシュナン, 長谷川剛、青野正和
    • Organizer
      第62回応用物理学会春季学術講演会
    • Place of Presentation
      東海大学(神奈川)
    • Year and Date
      2015-03-11 – 2015-03-14
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] Photocurrent generation of perylene diimides on a nanogap device / Photocurrent generation of perylene diimides on a nanogap device2015

    • Author(s)
      アラメル、長谷川剛、鶴岡徹、青野正和
    • Organizer
      MANA International Symposium
    • Place of Presentation
      国際会議場(つくば)
    • Year and Date
      2015-03-11 – 2015-03-13
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] Topographic and electronic properties of 3,4,9,10-Perylene TetraCarboxylic Dianhydride (PTCDA) on Indium Tin Oxide (ITO) Surface2014

    • Author(s)
      アラメル、長谷川剛、鶴岡徹、青野正和
    • Organizer
      MRS-Id meeting 2014
    • Place of Presentation
      バリ(インドネシア)
    • Year and Date
      2014-09-26 – 2014-09-28
    • Related Report
      2014 Annual Research Report

URL: 

Published: 2014-04-04   Modified: 2018-03-28  

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