2007 Fiscal Year Annual Research Report
結合量子ドット集積デバイスによる生体型情報処理システムの開拓
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18360156
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| Research Institution | Hokkaido University |
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Principal Investigator |
雨宮 好仁 Hokkaido University, 大学院・情報科学研究科, 教授 (80250489)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
葛西 誠也 北海道大学, 大学院・情報科学研究科, 准教授 (30312383)
浅井 哲也 北海道大学, 大学院・情報科学研究科, 准教授 (00312380)
廣瀬 哲也 北海道大学, 大学院・情報科学研究科, 助教 (70396315)
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| Keywords | 量子ドット / 単電子 / 生体 / 反応拡散 / ニューロン |
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| Research Abstract |
量子ドット非線形振動子からなる複数個の反応拡散系をニューラルネットワークで相互結合して自己組織化量子集積回路を構成することを目的として、昨年度に提案した量子ドット非線形振動子型ニューラルネットワークと組み合わせるためのダイナミックシナプスの一つの構成法を提案し、動作をシミュレーション上で確認した。
ダイナミックシナプスは結合強度がスパイクの個数や時間タイミングに相関して変化する結合要素である。その作用を実現するため、量子ドット非線形振動子の間の結合キャパシタを多重トンネル接合に置き換えることを考えた。この多重トンネル接合をダイナミックシナプスとして使用する。多重トンネル接合の中で徐々に移動する電子の電荷を利用することで、入カスパイクの時間あたり個数が多くなった時に結合強度が小さくなるような減衰性ダイナミックシナプスの動作の一端を模擬することができる。
この多重トンネル接合シナプスの動作をシミュレーションにより調べた。入力スパイク時間あたり個数が多くなると多重トンネル接合内に電子が蓄積し、その多重トンネル接合を伝わって一つの振動子ドットから隣の振動子ドットに電子が移動し電流リークを生じる。その結果として振動子間の静電的な結合強度が小さくなって減衰性ダイナミックシナプスの作用を生じることを確認した。
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