Elemental study of spiking dymamics from organic/carbon nanotube junction and application for informatics
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18H01814
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 28020:Nanostructural physics-related
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| Research Institution | Hokkaido University (2019-2021)
Osaka University (2018) |
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Principal Investigator |
赤井 恵 北海道大学, 情報科学研究院, 教授 (50437373)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2022-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2021)
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| Budget Amount *help |
¥17,290,000 (Direct Cost: ¥13,300,000、Indirect Cost: ¥3,990,000)
Fiscal Year 2021: ¥2,990,000 (Direct Cost: ¥2,300,000、Indirect Cost: ¥690,000)
Fiscal Year 2020: ¥3,120,000 (Direct Cost: ¥2,400,000、Indirect Cost: ¥720,000)
Fiscal Year 2019: ¥5,330,000 (Direct Cost: ¥4,100,000、Indirect Cost: ¥1,230,000)
Fiscal Year 2018: ¥5,850,000 (Direct Cost: ¥4,500,000、Indirect Cost: ¥1,350,000)
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| Keywords | カーボンナノチューブ / ポリ酸 / リザーバ計算 / ナノマテリアル / ダイナミクス / 単分子 / ニューラルネットワーク / 揺らぎ / スパイク / ニューロモルフィック / 分子デバイス / POM / 双安定 / コンダクタンススイッチング / CNT / インパルス / リザーバ |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究ではナノ材料、特に有機分子とナノカーボン材料の接合が含有する電子状態揺らぎや応答ダイナミクス現象の物理的機構を解明することを目的としている。これらのダイナミクス応答は、自律的に最適制御や音声認識が出来るニューラルネット計算への応用が可能である。本研究ではナノ材料、特に金属錯体分子とナノカーボン材料の接合するシステムが含有する、酸化還元ダイナミクスに伴う電子応答に注目し、ナノ分子素子から発生する時系列応答信号を計測し、その発生メカニズムを明らかにする。さらなる目標として、高次情報変換計算に利用可能なリザーバネットワーク要素としての要請を満足する分子素子材料及び構造の探索を行う。
具体的には単層カーボンナノチューブ(SWNT)とポリオキソメタレート(POM)の接合を含む分子素子は、大きな時系列ダイナミクスを持つ電流スパイクを発生することが判ってるもの、そのメカニズムが未解明であった。よって本研究では以下の項目ように研究を進め、その答えを探ってきた。1)SWNT/POM接合素子を作製し、スパイクダイナミクス応答の素子構造と環境及び入力依存性を計測する。2)SWNT/POMダイナミクス応答の物理モデルを構築し、検証実験を行う。3)物理モデルからリザーバ計算構成要素としての動作を確認し、リザーバ構築に向けた実素子の機能最適化を行う。4)異なる金属錯体分子の接合素子を作製し、応答ダイナミクスを有する新規材料の探索を行なう。
昨年度迄に項目1)SWNT/POM接合素子の精密計測と2)ダイナミクス応答の物理モデル構築
に成功し、非常に興味深い確率的動作を明かにすることに成功している。研究は次なる段階3)へと進んでいる。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
昨年度迄に研究計画項目1)SWNT/POM接合素子の精密計測と2)ダイナミクス応答の物理モデル構築に成功している。その現象は電気的信号と化学的応答の混合による非常に新しい反応を見つけた科学的にも意義深い発見である。
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| Strategy for Future Research Activity |
研究進行として非常に計画通りに進んでおり、当初の計画通り、3)物理モデルからリザーバ計算構成要素としての動作を確認し、リザーバ構築に向けた実素子の機能最適化を行う。4)異なる金属錯体分子の接合素子を作製し、応答ダイナミクスを有する新規材料の探索を行う。の段階へ進む。
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Report
(2 results)
Research Products
(17 results)
