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2014 Fiscal Year Annual Research Report

生体の情報処理機構を模倣したスケーラブルな高分子デバイスの創製

Publicly Offered Research

Project AreaInnovative Materials Engineering Based on Biological Diversity
Project/Area Number 25120505
Research InstitutionGunma University

Principal Investigator

浅川 直紀  群馬大学, 大学院理工学府, 准教授 (80270924)

Project Period (FY) 2013-04-01 – 2015-03-31
Keywordsパイ共役系高分子 / 確率共鳴 / 生物模倣 / ポリ(アルキルチオフェン) / ノイズ / ゆらぎ / 創発 / 秩序無秩序相転移
Outline of Annual Research Achievements

近年、生物模倣型の信号伝達/情報処理デバイスは、高エネルギー効率の処理が可能であるため、超低消費電力のプロセッサとして注目されつつある。
本研究では、ニューロン模倣型の確率的閾値デバイス素子の作製を目指して研究を行った。生物の柔軟な信号伝達/情報処理に重要な素子の「確率性」は、構造様式制御型ポリ(3-デシルチオフェン)[RR-P3DT]のキャリアトラップ充填転移付近の確率的な電気伝導特性を利用した。示差走査型熱量(DSC)計測と温度可変固体高分解能C-13核磁気共鳴(NMR)計測より、このキャリアトラップ充填転移はRR-P3DTのチオフェン環のツイスト運動と相関をもっていることが明らかとなり、分子運動のゆらぎが巨視的な物性ゆらぎを生じさせていることがわかった。さらにノイズ計測の結果より、キャリアトラップ充填転移を境界として、ノイズのパワースペクトル密度の関数型が、低電圧側ではDebye型、高電圧側では1/f型であることがわかり、印加電圧によってノイズのパワースペクトル密度の関数型の制御が可能であることが明らかとなった。このことは、ノイズ駆動型信号伝達デバイスやスイッチデバイスの実現にとって重要な技術要素となる。
以上のことから、RR-P3ATを中心としたノイズ駆動型信号伝達デバイス素子の作製を通して、生物模倣型エレクトロニクスデバイスの開発と学理を追求した。

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。

  • Research Products

    (12 results)

All 2015 2014

All Journal Article (2 results) (of which Peer Reviewed: 2 results,  Acknowledgement Compliant: 2 results) Presentation (10 results) (of which Invited: 2 results)

  • [Journal Article] Noise-driven signal transmission device using molecular dynamics of organic polymers2014

    • Author(s)
      Naoki Asakawa, Teruo Kanki, and Hidekazu Tanaka
    • Journal Title

      Proc.SPIE

      Volume: 9055 Pages: 905509-1 - 17

    • DOI

      10.1117/12.2044742

    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Noise-driven signal transmission device using molecular dynamics of organic polymers2014

    • Author(s)
      Naoki Asakawa, Koichiro Umemura, Shinya Fujise, Koji Yazawa, Tadashi Shimizu, Masataka Tansho, Teruo Kanki, and Hidekazu Tanaka
    • Journal Title

      J.Nanophoton.

      Volume: 8 Pages: 083077-1 - 15

    • DOI

      10.1117/1.JNP.8.083077

    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Presentation] Noise-driven signal transmission device using twist dynamics in poly(alkylthiophene)s2015

    • Author(s)
      N.Asakawa, Y.Suzuki, K.Fukuda, K.Yazawa, T.Shimizu, M.Tansho, T.Kanki, H.Tanaka
    • Organizer
      4th International Conference on Multifunctional, Hybrid, and Nanomaterials
    • Place of Presentation
      Melia Sitges Hotel Congress Centre, Sitges, Spain
    • Year and Date
      2015-03-09 – 2015-03-13
  • [Presentation] 高分子のゆらぎを用いた生物模倣型信号処理デバイス2014

    • Author(s)
      浅川直紀、梅村香一郎、大野雄太、矢澤宏次、清水禎、丹所正孝、神吉輝夫、田中秀和
    • Organizer
      第22回プラスチック成形加工学会秋季大会
    • Place of Presentation
      朱鷺メッセ、新潟
    • Year and Date
      2014-11-14 – 2014-11-15
    • Invited
  • [Presentation] パイ共役系高分子の分子ダイナミクス計測と生体模倣型信号処理デバイスへの応用2014

    • Author(s)
      浅川 直紀、梅村香一郎、藤瀬晋也、大野雄太、福田國統、矢澤宏次、清水禎、丹所正孝、神吉輝夫、田中秀和
    • Organizer
      第53回NMR討論会
    • Place of Presentation
      大阪大学、吹田
    • Year and Date
      2014-11-04 – 2014-11-06
  • [Presentation] 高分子ダイナミクスを用いた生体模倣型信号処理デバイス2014

    • Author(s)
      浅川直紀、神吉輝夫、田中秀和、丹所正孝、清水禎、矢澤宏次
    • Organizer
      第63回高分子討論会
    • Place of Presentation
      長崎大学、長崎
    • Year and Date
      2014-09-24 – 2014-09-26
    • Invited
  • [Presentation] 高分子トランジスタを用いたシナプス模倣一方向信号伝達素子2014

    • Author(s)
      鈴木喜晴、神吉輝夫、田中秀和、浅川直紀
    • Organizer
      第63回高分子討論会
    • Place of Presentation
      長崎大学、長崎
    • Year and Date
      2014-09-24 – 2014-09-26
  • [Presentation] 周波数可変電子スピン共鳴によるπ共役系高分子デバイスの評価法の開発2014

    • Author(s)
      福田國統、浅川直紀
    • Organizer
      第63回高分子討論会
    • Place of Presentation
      長崎大学、長崎
    • Year and Date
      2014-09-24 – 2014-09-26
  • [Presentation] Noise-driven Signal Transmission Device Using Molecular Dynamics Of π-Conjugated Polymers2014

    • Author(s)
      N.Asakawa, K.Umemura, Y.Ohno, K.Fukuda, K.Yazawa, T.Shimizu, M.Tansho, T.Kanki, H.Tanaka
    • Organizer
      International Confenrence on Synthetic Metals 2014
    • Place of Presentation
      Logomo, Turku, Finland
    • Year and Date
      2014-06-30 – 2014-07-05
  • [Presentation] Power spectral densities of fluctuations in electric conductivity and electroluminescence in polymorphic pi-conjugated polymers2014

    • Author(s)
      Tetsuya Kondo, Naoki Asakawa
    • Organizer
      第63回高分子年次大会
    • Place of Presentation
      名古屋国際会議場、名古屋
    • Year and Date
      2014-05-28 – 2014-05-30
  • [Presentation] π共役系高分子を対象とした周波数可変電子スピン共鳴装置による測定法の開発2014

    • Author(s)
      福田國統、浅川直紀
    • Organizer
      第63回高分子年次大会
    • Place of Presentation
      名古屋国際会議場、名古屋
    • Year and Date
      2014-05-28 – 2014-05-30
  • [Presentation] パイ共役系高分子デバイスを測定対象とした磁気共鳴法の開発2014

    • Author(s)
      福田國統、浅川直紀
    • Organizer
      高分子学会14-1NMR研究会
    • Place of Presentation
      東京工業大学、目黒区
    • Year and Date
      2014-05-16

URL: 

Published: 2016-06-01  

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