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スピン量子ドットセルオートマトン論理デバイスの理論的動作解析および設計

研究課題

研究課題/領域番号 17K14550
研究種目

若手研究(B)

配分区分基金
研究分野 デバイス関連化学
研究機関工学院大学

研究代表者

徳永 健  工学院大学, 教育推進機構(公私立大学の部局等), 准教授 (30467873)

研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
2018年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2017年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
キーワードセルオートマトン / 量子ドット / 混合原子価 / 分子デバイス / フェロセン / 静電ポテンシャル / 論理回路 / スピントロニクス / スピンダイナミクス / オートマトン / スピンエレクトロニクス / 量子化学
研究成果の概要

既存の論理回路に代わる新たな論理回路として、ビフェロセニウムジボロン酸錯体(ダイマーおよびエステル)を用いた量子ドットセルオートマトンの動作シミュレーションを量子化学計算により実施した。その結果、ビフェロセニウムジボロン酸エステルが常温において、理論上はAND回路とOR回路として動作する可能性があることを明らかにした。さらに、静電ポテンシャルモデルを用いた新たな分子選別手法を提案した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

既存の電界効果トランジスタ(FET)に基づく論理回路は、その演算速度が近く上限に到達すると言われている。我々は、FETに代わる新たな論理回路として量子ドットセルオートマトンに着目した。ビフェロセニウムジボロン酸エステルを用いた量子ドットセルオートマトンが理論上は常温で論理回路として動作することを明らかにした。さらに、静電ポテンシャルモデルを用いた新たな分子選別手法を提案し、今後の分子選別の効率化を実現した。

報告書

(3件)
  • 2018 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2017 実施状況報告書
  • 研究成果

    (16件)

すべて 2019 2018 2017 その他

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (13件) (うち国際学会 5件、 招待講演 4件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Lewis Acid Catalysis in Intermolecular [2+2] Photocycloaddition of Coumarin-3-carboxamide Bearing 2-Oxazolidinone Auxiliary with n-Propyl Vinyl Ether and Vinyl Pivalate2018

    • 著者名/発表者名
      Itoh, K.; Matsuura, J.; Kamiya, H.; Kudo, R.; Takahashi, Y.; Hashimoto, Y.; Yoza, K.; Tokunaga, K.; Fujii, H.; Suga, H.
    • 雑誌名

      Heterocycles

      巻: 97 号: 1 ページ: 591-591

    • DOI

      10.3987/com-18-s(t)44

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Basic Cell Size Dependence of Displacement for a Solvation Motor in a Lennard-Jones Solvent2018

    • 著者名/発表者名
      Tokunaga Ken, Akiyama Ryo
    • 雑誌名

      Journal of Computer Chemistry, Japan

      巻: 17 号: 1 ページ: 80-84

    • DOI

      10.2477/jccj.2018-0004

    • NAID

      130006555812

    • ISSN
      1347-1767, 1347-3824
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] 溶媒和構造の変化で駆動する大粒子の分子動力学シミュレーション2019

    • 著者名/発表者名
      徳永 健、秋山 良
    • 学会等名
      日本物理学会第 74 回年次大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 溶媒和変化によって駆動される自走粒子の分子シミュレーション2019

    • 著者名/発表者名
      徳永 健、秋山 良
    • 学会等名
      研究会「凝縮系の理論化学」
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 溶媒和変化による自走粒子の分子動力学シミュレーション2019

    • 著者名/発表者名
      徳永 健、秋山 良
    • 学会等名
      「水和とATPエネルギー」研究会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Displacement of Solvation Motor in Infinite System2018

    • 著者名/発表者名
      Ken Tokunaga, Ryo Akiyama
    • 学会等名
      12th Mini Symposium on Liquids (MSL 2018)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Motion of Macroparticle driven by Chemical Reaction in a Liquid: Molecular Dynamics Simulation of Solvation Motor2018

    • 著者名/発表者名
      Ken Tokunaga, Ryo Akiyama
    • 学会等名
      International Congress on Pure & Applied Chemistry (ICPAC) Langkawi 2018
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Fabrication of External Charge-Responsive Biferrocenium Toward Half-Cells for Quantum Cellular Automata2018

    • 著者名/発表者名
      Keishiro Tahara, Nazuna Terashita, Shiomi Yabumoto, Jun-ichi Kikuchi, Yoshiki Ozawa, Masaaki Abe, Ken Tokunaga
    • 学会等名
      43rd International Conference on Coordination Chemistry (ICCC 2018)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] ビフェロセニウム錯体を用いた分子デバイスの動作と静電ポテンシャルモデルによる動作予測に関する理論的研究2018

    • 著者名/発表者名
      徳永 健、大舘史弥、田原圭志朗、佐藤光史
    • 学会等名
      日本化学会第 98 春季年会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] キラルクマリン-3-カルボキサミドの位置およびジアステレオ選択的光二量化反応2018

    • 著者名/発表者名
      伊藤 謙之介、大舘 史弥、苅込 拓真、宮森 務、神谷; 英明、与座 健治、菅 博幸、藤井 秀明、徳永 健
    • 学会等名
      日本化学会第 98 春季年会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] Molecular Computing by Tetranuclear Mixed-Valence Complexes:A Theoretical Study on Relationship between Molecular Structure and Device Operation of Molecular Quantum-Dot Cellular Automata2018

    • 著者名/発表者名
      Ken Tokunaga
    • 学会等名
      International Congress on Pure & Applied Chemistry (ICPAC2018)
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 混合原子価状態を有するビフェロセニウム錯体を用いた量子ドットセルオートマトンの動作に関する理論的研究2017

    • 著者名/発表者名
      大舘史弥、徳永 健、田原圭志朗、佐藤光史
    • 学会等名
      分子アーキテクトニクス研究会 第8回研究会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] System Size Dependence of the Motion of Solvation Motor2017

    • 著者名/発表者名
      徳永 健、秋山 良
    • 学会等名
      11th Mini-Symposium on Liquids (MSL2017)
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] Simulation of Static and Dynamic Behavior of Molecular Quantum-Dot Cellular Automata made of Fe and Ru Mixed-Valence Complexes2017

    • 著者名/発表者名
      Ken Tokunaga
    • 学会等名
      253rd American Chemical Society National Meeting & Exposition
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] A Theoretical Study on Quantum-Dot Cellular Automata made of Tetranuclear Mixed-valence Metal Complexes: Relationship between Molecular Structure and Device Operation2017

    • 著者名/発表者名
      Ken Tokunaga
    • 学会等名
      7th Annual World Congress of Nano Science and Technology-2017 (Nano S&T-2017)
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [備考]

    • URL

      http://tokunaga-ken.sakura.ne.jp/

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書

URL: 

公開日: 2017-04-28   更新日: 2020-03-30  

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