2012 Fiscal Year Annual Research Report
生体ゆらぎに学ぶ確率共鳴現象を利用した情報処理素子の創製
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23656209
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
田畑 仁 東京大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (00263319)
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| Keywords | スピンゆらぎ / スピングラス / フェライト |
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| Research Abstract |
生体ゆらぎを模倣するため、スピンゆらぎを利用する「スピングラス材料」、双極子グラスを利用する「リラクサー材料」の２つに絞り材料開発をおこなった。
まず室温スピンゆらぎ材料の開発として、先行研究で開発した、室温でスピングラス（クラスターグラス）を示す材料：スピネル型フェライト材料（Appl.Phys.Lett. 78(2001) 512 ＆ 76 (2000) 1179）を活用して、その “スピンゆらぎ”を利用することで、生体ゆらぎの模倣を試みた。具体的な材料としては(Mg2+, Fe3+){Mg2+,Fe2+, Fe3+, Ti}2O4， (Ru, Fe3+) {Ru, Fe2+, Fe3+, Al3+}2O4、Al0.5Ru0.8Fe1.7O4 などである。これらを、レーザーMBEにより、SrTiO3, Al2O3基板上へエピタキシャル成長させた薄膜を形成し、MCD,SQUID等による磁気物性評価、およびマイクロプローバによる輸送特性評価を行った。
次に磁性素子としてハードディスク等に用いられているトンネル磁気抵抗素子をモデルとして、磁性(100nm)／絶縁体（1～2nm）／スピングラス材料のスピントンネル接合素子において入力信号パルスの強度、パルス幅を違えることにより多入力を実現し（ハミルトニアン第1項）、トンネル接合の障壁を閾値として（同第2項）、スピントンネル電流を検出することにより、脳型情報処理素子実現を試みた。今後、スピングラスを認知・判断機能素子としてスピンインジェクション層に使用する事で、最適解と照合（認知・判断に相当）するフィルター機能等の実証が課題である。
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