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2014 Fiscal Year Annual Research Report

メモリスタ・抵抗変化型メモリ素子のための新しい電子回路設計基盤の構築

Research Project

Project/Area Number 24360145
Research InstitutionHokkaido University

Principal Investigator

浅井 哲也  北海道大学, 情報科学研究科, 准教授 (00312380)

Project Period (FY) 2012-04-01 – 2015-03-31
Keywordsメモリスタ / ReRAM / アナログ電子回路 / シナプス
Outline of Annual Research Achievements

全研究期間にわたり、不揮発メモリへの応用が盛んな電気回路素子「メモリスタ」のアナログ特性を利用する新しい電子回路の設計基盤を構築した。メモリスタ(M)は、インダクタ(L), キャパシタ(C), 抵抗(R)に次ぐ第四の電気基本素子であり、論理回路応用に関する研究は進んでいるものの、アナログ電子回路応用のための学術的基盤は全く整えられていない。これまで申請者らにより設計/実証されてきたメモリスタを組み込んだアナログ電子回路をもとに、設計の基本となる考え方と回路理論を整理・発展させ、第四の電気基本素子を活用した新しい電子回路ための学術基盤を構築し、将来の電子回路工学・エレクトロニクスの発展に寄与することを本研究の目的とした。得られた具体的な成果は以下の3点である:
・申請者らの提案による「C-ReRAMフィルタ回路における電荷保存則」の定式化
・メモリスタ発振回路の設計法の確立(負性抵抗を利用した緩和振動子, 単安定回路)
・メモリスタを用いた脳型学習ハードウェアに関する検討
当初計画していた「メモリスタ増幅器と位相変調器,メムインダクタンスとメムキャパシタンスの回路応用」については、基礎構築はできたものの、応用を見据えた具体的な回路を提唱するには至らなかった。上記研究成果を、業績欄に記載の2冊(2章)の書籍にまとめた。

Research Progress Status

26年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

26年度が最終年度であるため、記入しない。

Causes of Carryover

26年度が最終年度であるため、記入しない。

Expenditure Plan for Carryover Budget

26年度が最終年度であるため、記入しない。

  • Research Products

    (6 results)

All 2015 2014

All Presentation (3 results) (of which Invited: 3 results) Book (3 results)

  • [Presentation] A Memristor ---the Fourth Fundamental Circuit Element--- and its Application to Unconventional Computation2014

    • Author(s)
      Asai T.
    • Organizer
      The 6th IEEE International Nanoelectronics Conference 2014
    • Place of Presentation
      Hokkaido University, Sapporo, Japan
    • Year and Date
      2014-07-28 – 2014-07-31
    • Invited
  • [Presentation] Molecular neuromorphic learning systems consisting of synaptic devices on high-conductive polypyrrole films2014

    • Author(s)
      Akai-Kasaya M., Tuan D.N., Asai T., Yamamoto S., Saito A., and Kuwahara Y.
    • Organizer
      CMOS Emerging Technologies Research 2014 Symposium
    • Place of Presentation
      MINATEC, Grenoble, France
    • Year and Date
      2014-07-07 – 2014-07-08
    • Invited
  • [Presentation] Trends in neuromorphic enginnering towards nanoelectronic brain machines2014

    • Author(s)
      Asai T.
    • Organizer
      The 10th International Nanotechnology Conference on Communication and Cooperation
    • Place of Presentation
      NIST, Maryland, U.S.A.
    • Year and Date
      2014-05-13 – 2014-05-16
    • Invited
  • [Book] Explorations in Morphic Architectures (Emerging Nanoelectronic Devices)2015

    • Author(s)
      Asai T. and Peper F. (Chen A., Hutchby J., ZhirnovV, and Bourianoff G., Eds.)
    • Total Pages
      576
    • Publisher
      Wiley
  • [Book] Memristor-CMOS-hybrid synaptic devices exhibiting spike-timing-dependent plasticity (VLSI: Circuits for Emerging Applications)2014

    • Author(s)
      Asai T. (Wojcicki T. and Iniewski I., Eds.)
    • Total Pages
      486
    • Publisher
      CRC Press
  • [Book] Reaction-diffusion media with excitable Oregonators coupled by memristors (Memristor Networks)2014

    • Author(s)
      Asai T. (Adamatzky A. and Chua L., Eds.)
    • Total Pages
      720
    • Publisher
      Springer

URL: 

Published: 2016-06-01  

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