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2022 Fiscal Year Annual Research Report

Intelligence of nano-material networks

Research Project

Project/Area Number 19KK0131
Research InstitutionOsaka University

Principal Investigator

松本 卓也  大阪大学, 大学院理学研究科, 教授 (50229556)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 葛西 誠也  北海道大学, 量子集積エレクトロニクス研究センター, 教授 (30312383)
赤井 恵  大阪大学, 大学院理学研究科, 教授 (50437373)
谷 洋介  大阪大学, 大学院理学研究科, 助教 (00769383)
玉木 孝  京都大学, 工学研究科, 研究員 (90815490) [Withdrawn]
Project Period (FY) 2019-10-07 – 2023-03-31
Keywordsネットワーク / ナノ物質 / 神経型情報処理 / リザバー計算 / 確率共鳴
Outline of Annual Research Achievements

最終年度は、本研究のハイライトとなったポリアニリンのリザバーをさらに一般化するために、湿度雰囲気が必要ないイオン伝導に頼らない系の開発に注力した。リザバー動作に必要な非線形をを支えるメカニズムとして、1.離散的分子軌道を用いた共鳴トンネリング、2.電気伝導性ポリマーのナノグレインへの電界を集中、3.希薄ドーピングによる離散的ホッピング経路 の3つの考え方のもとに研究を進めた。1はネットワーク型ナノ電極を用いてRu錯体分子を介した微粒子架橋を形成して、波形生成デモンストレーションに成功した。2は、ポリアニリンとギャップ間隔30nmの電極を用いて、電子相関が絡んだESホッピング特性の発現に成功し、波形生成実験を行った。3については、PCBM分子への金ドーピングによる新規分子軌道形成を発見し、経路依存ホッピング伝導によるリザバー計算を目指している。
コロナ禍のために本研究の主眼である若手が数か月滞在して行う国際共同研究は結局実現できなかった。しかし、最終年度である2022年には年度途中から外国渡航が可能になったこともあり、本研究グループによる最終年度1年間の招待講演数は 国際会議5件、国内会議9件に達した。本研究の海外相手先であるUCLAのGimzewseki教授のもとで、解析法を学んできた博士課程学生が活躍し、応用物理学会で賞を獲得した。Twenete-UCLA-日本の共同研究の成果として、論文はAdvanced Materials に掲載された。この成果は注目され、雑誌の扉絵に採用され、すでに引用数は32件をを超え、さらに増加中である。国際交流は充分には行えなかったが、国際共同研究と国際的な成果発信は充分に行うことが出来た。

  • Research Products

    (32 results)

All 2023 2022 Other

All Int'l Joint Research (2 results) Journal Article (10 results) (of which Peer Reviewed: 10 results,  Open Access: 8 results) Presentation (19 results) (of which Int'l Joint Research: 9 results,  Invited: 15 results) Remarks (1 results)

  • [Int'l Joint Research] Twente University(オランダ)

    • Country Name
      NETHERLANDS
    • Counterpart Institution
      Twente University
  • [Int'l Joint Research] AGH University(ポーランド)

    • Country Name
      POLAND
    • Counterpart Institution
      AGH University
  • [Journal Article] Photoinduced Crystal Melting with Luminescence Evolution Based on Conformational Isomerisation2023

    • Author(s)
      Komura Mao、Sotome Hikaru、Miyasaka Hiroshi、Ogawa Takuji、Tani Yosuke
    • Journal Title

      ChemRxiv

      Volume: なし

    • DOI

      10.26434/chemrxiv-2022-xv8bk-v2

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Photoinduced crystal melting with luminescence evolution based on conformational isomerisation2023

    • Author(s)
      Komura Mao、Sotome Hikaru、Miyasaka Hiroshi、Ogawa Takuji、Tani Yosuke
    • Journal Title

      Chemical Science

      Volume: なし

    • DOI

      10.1039/D3SC00838J

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Shape-Dependent Conduction Regime in Self-Doped Polyaniline2022

    • Author(s)
      Bao Jiannan、Otsuka Yoichi、Ohoyama Hiroshi、Matsumoto Takuya
    • Journal Title

      The Journal of Physical Chemistry C

      Volume: 126 Pages: 8029~8036

    • DOI

      10.1021/acs.jpcc.1c10929

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Change in surface properties of hemoglobin induced by heme reaction with O<sub>2</sub> and CO2022

    • Author(s)
      Maehira Ai、Che Dock-Chil、Matsumoto Takuya
    • Journal Title

      Japanese Journal of Applied Physics

      Volume: 61 Pages: 075003~075003

    • DOI

      10.35848/1347-4065/ac77cc

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Time-dependent measurement of plasmon-induced charge separation on a gold nanoparticle/TiO2 interface by electrostatic force microscopy2022

    • Author(s)
      Misaka Tomoki、Ohoyama Hiroshi、Matsumoto Takuya
    • Journal Title

      Scientific Reports

      Volume: 12 Pages: 16678-1-7

    • DOI

      10.1038/s41598-022-21111-9

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Semiconductor technologies and related topics for implementation of electronic reservoir computing systems2022

    • Author(s)
      Kasai Seiya
    • Journal Title

      Semiconductor Science and Technology

      Volume: 37 Pages: 103001~103001

    • DOI

      10.1088/1361-6641/ac8c66

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Thermally driven single-electron stochastic resonance2022

    • Author(s)
      Kasai Seiya
    • Journal Title

      Nanotechnology

      Volume: 33 Pages: 505203~505203

    • DOI

      10.1088/1361-6528/ac9188

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Heuristic model for configurable polymer wire synaptic devices2022

    • Author(s)
      Amemiya Yoshiki、Jose Ali Emiliano、Hagiwara Naruki、Akai-Kasaya Megumi、Asai Tetsuya
    • Journal Title

      Nonlinear Theory and Its Applications, IEICE

      Volume: 13 Pages: 379~384

    • DOI

      10.1587/nolta.13.379

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Noise sensitivity of physical reservoir computing in a ring array of atomic switches2022

    • Author(s)
      Kubota Hiroshi、Hasegawa Tsuyoshi、Akai-Kasaya Megumi、Asai Tetsuya
    • Journal Title

      Nonlinear Theory and Its Applications, IEICE

      Volume: 13 Pages: 373~378

    • DOI

      10.1587/nolta.13.373

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Smart hardware architecture with random weight elimination and weight balancing algorithms2022

    • Author(s)
      Ali Emiliano J.、Amemiya Yoshiki、Akai-Kasaya Megumi、Asai Tetsuya
    • Journal Title

      Nonlinear Theory and Its Applications, IEICE

      Volume: 13 Pages: 336~342

    • DOI

      10.1587/nolta.13.336

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] Time-resolved Charge Observation by Tip-Synchronized Electrostatic Force Microscopy2023

    • Author(s)
      Takuya Matsumoto
    • Organizer
      10th International Congress on Microscopy & Spectroscopy (INTERM2023)
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Amoeba-inspired analog electronic computer2023

    • Author(s)
      S. Kasai
    • Organizer
      The 9th Japan-Korea Joint Workshop on Complex Communication Sciences (JKCCS 2023)
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] 金属原子を含まない有機分子の高速りん光と刺激応答機能2023

    • Author(s)
      谷洋介
    • Organizer
      日本化学会第103回春季年会 若い世代の特別講演会
    • Invited
  • [Presentation] Neuromorphic Functions in Nonlinear Molecular Networks: Stochastic Resonance and Reservoir Computing2022

    • Author(s)
      Takuya Matsumoto
    • Organizer
      16th International Conference on Nanostructured Materials
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] 時間分解静電気力顕微鏡を用いた導電性有機薄膜の電荷追跡2022

    • Author(s)
      松本卓也
    • Organizer
      電子情報通信学会 有機エレクトロニクス研究会(OME)
    • Invited
  • [Presentation] Fabrication and Characterizations of Tunnel Diode-based Oscillator Nodes for Electronic Reservoir Computing2022

    • Author(s)
      S. Kasai and S. Saito
    • Organizer
      2022 Asia-Pacific Workshop on Fundamentals and Applications of Advanced Semiconductor Devices (AWAD2022)
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Amoeba-inspired Electronic Computing System for Combinatorial Optimization2022

    • Author(s)
      S. Kasai and M. Aono
    • Organizer
      242nd ECS Meeting
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] 確率共鳴における微弱信号検出の数理とデバイス2022

    • Author(s)
      葛西誠也
    • Organizer
      日本学術振興会R025先進薄膜界面機能創成委員会フォーラム
    • Invited
  • [Presentation] 電子アメーバにみる身体ダイナミクスと計算能力の関係2022

    • Author(s)
      葛西誠也
    • Organizer
      第83回応用物理学会秋季学術講演会
    • Invited
  • [Presentation] A physical system that enables reservoir computing through electrochemical reactions2022

    • Author(s)
      Akai-Kasaya M.
    • Organizer
      UNCONVENTIONAL COMPUTING Workshop
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Neuromorphic Devices and Systems Using Carbon Nanotubes2022

    • Author(s)
      Akai-Kasaya M.
    • Organizer
      241st ECS Meeting
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Construction of a neural network using organic materials and ions2022

    • Author(s)
      Akai-Kasaya M.
    • Organizer
      Multiple Innovative Kenkyu-kai Association for wireless communications
    • Invited
  • [Presentation] Construction of a neural network using organic materials and ions2022

    • Author(s)
      Hagiwara N., Kan S., Asai T., and Akai-Kasaya M.
    • Organizer
      The 29th International Workshop on Active-Matrix Flatpanel Displays and Devices (AM-FPD)
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] イオニクス応答を利用した有機ニューロモルフィックデバイス2022

    • Author(s)
      赤井 恵
    • Organizer
      第83回応用物理学会秋季学術講演会
    • Invited
  • [Presentation] Liquefaction-induced room-temperature phosphorescence2022

    • Author(s)
      Yosuke Tani, Mao Komura, Takuji Ogawa
    • Organizer
      The 28th IUPAC Symposium on Photochemistry
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 立体配座であやつる有機分子の室温りん光機能2022

    • Author(s)
      谷洋介
    • Organizer
      第43回光化学若手の会
    • Invited
  • [Presentation] 有機分子の立体配座と動的りん光機能2022

    • Author(s)
      谷洋介
    • Organizer
      有機化学研究会(白鷺セミナー)第92回講演会,
    • Invited
  • [Presentation] ダイナミックな有機りん光機能2022

    • Author(s)
      谷洋介
    • Organizer
      第5回有機化学学生ウェビナー
    • Invited
  • [Presentation] 1,2-ジケトン骨格に基づく室温りん光液体の開発と応用2022

    • Author(s)
      谷洋介
    • Organizer
      若手Wセミナー
    • Invited
  • [Remarks] 松本研究室

    • URL

      http://nanochem.jp/

URL: 

Published: 2023-12-25  

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