Simulation and Design of Molecular Spin Quantum-Dot Cellular Automata

2018 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 17K14550
• Research Category: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Research Field: Device related chemistry
• Research Institution: Kogakuin University
• Principal Investigator: Tokunaga Ken 工学院大学, 教育推進機構(公私立大学の部局等), 准教授 (30467873)
• Project Period (FY): 2017-04-01 – 2019-03-31
• Keywords: セルオートマトン / 量子ドット / 混合原子価 / 分子デバイス / フェロセン / 静電ポテンシャル / 論理回路 / スピントロニクス

Outline of Final Research Achievements

As a new logic circuit to replace the existing logic circuit, we have simulated the operation of quantum-dot cell automaton using biferrocenium diboronic acid complex (two kinds of dimer and ester) by quantum chemical calculation. It was clarified that biferrocenium diboronate ester may theoretically operate as an AND circuit and an OR circuit at room temperature. Furthermore, we proposed a new molecular selecting method using electrostatic potential model.

Free Research Field

理論化学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

既存の電界効果トランジスタ（FET）に基づく論理回路は、その演算速度が近く上限に到達すると言われている。我々は、FETに代わる新たな論理回路として量子ドットセルオートマトンに着目した。ビフェロセニウムジボロン酸エステルを用いた量子ドットセルオートマトンが理論上は常温で論理回路として動作することを明らかにした。さらに、静電ポテンシャルモデルを用いた新たな分子選別手法を提案し、今後の分子選別の効率化を実現した。