2016 Fiscal Year Annual Research Report
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26708029
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
大野 武雄 東北大学, 原子分子材料科学高等研究機構, 准教授 (90447144)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | 知能機械 / 知能情報処理デバイス / イオン伝導体 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
従来までの知能情報処理デバイス・システムの研究において，シナプスやニューロンの模倣は主にトランジスタ，回路設計およびプログラミングが用いられ，基本的にはデジタル回路設計に依存している．このような状況の中，研究代表者は従来までの知能情報処理デ
バイスとは構成材料そして動作原理が全面的に異なる“無機シナプス”の現象を報告した(Ohno et al., Nature Mater. 2011)．このシナプス模倣動作の特徴は，①電気化学材料中のイオンと原子の移動を利用してシナプス特性をうまく再現できる，②入力電気信号の
演算（判定）とその記憶の両方を同時に行える，③回路設計やプログラミングが必要無いこと，である．本研究課題では研究代表者が発見したイオンと原子の酸化還元反応に基づいて実現する新規な人工シナプス動作デバイスの開発とそれを実装した電気化学材料ベー
スの知能情報処理ハードウェアの構築を目指す．当該年度はシナプスおよびニューロン特性に必要な信号の蓄積と判断を行うためイオン伝導体ベースのデバイスの試作を行い，それらを用いた電気特性の評価を行った．その結果，複数回の電気信号の入力によって信号出力の大小を制御することができた．デバイスの試作に関しては主に電子ビーム露光および電子ビーム蒸着法を用いてトンネル伝導の生じるナノスケールの構造を作製したが，それによってシナプスおよびニューロンのアナログ的な動作を再現した．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
本年度の目標の一つとしてニューロンの発火現象の再現を挙げていたが，生物学的なニューロンの電気信号に近い値での再現までに至らなかったためである．
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| Strategy for Future Research Activity |
本年度得られたシナプス・ニューロン特性を再現する単一人工シナプス・ニューロンデバイスの接続を行い，その動作特性を評価する．
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| Causes of Carryover |
本研究課題では初年度に新規な成膜装置一式を導入しているが，高品質な膜の形成のためには一部の真空部品の定期的な交換および追加導入が必要であり，したがって次年度での継続的な物品購入が不可欠である．
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
次年度使用額分は初年度に導入した成膜装置一式の真空関連の交換・追加部品代として使用する予定である．
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[Book] Resistive Switching2016
Author(s)
Kazuya Terabe, Tohru Tsuruoka, Tsuyoshi Hasegawa, Alpana Nayak, Takeo Ohno, Tomonobu Nakayama and Masakazu Aono
Total Pages
30
Publisher
Wiley-VCH
