| 研究課題/領域番号 |
17K18881
|
|---|
| 研究種目 |
挑戦的研究(萌芽)
|
| 配分区分 | 基金 |
|---|
| 研究分野 |
電気電子工学およびその関連分野
|
|---|
| 研究機関 | 大阪大学 |
|---|
研究代表者 |
酒井 朗 大阪大学, 基礎工学研究科, 教授 (20314031)
|
|---|
| 研究期間 (年度) |
2017-06-30 – 2019-03-31
|
| 研究課題ステータス |
完了 (2018年度)
|
| 配分額 *注記 |
6,500千円 (直接経費: 5,000千円、間接経費: 1,500千円)
2018年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
2017年度: 4,810千円 (直接経費: 3,700千円、間接経費: 1,110千円)
|
|---|
| キーワード | シナプス素子 / メモリスタ / 酸素空孔分布 / トポロジー / 抵抗変化 / 電気着色現象 / 増強／抑圧特性 / ゲート効果 / 酸素空孔 / シナプス / ドリフト・拡散 / 有限要素法シミュレーション / 不可逆領域 / 走査透過電子顕微鏡 / 結晶場分裂 / 先端機能デバイス |
|---|
| 研究成果の概要 |
ルチル型TiO2-x単結晶基板上に4端子平面型メモリスタを作製し，酸素空孔分布トポロジーの制御に基づくキャリア伝導変調による抵抗スイッチング動作を実証した．抵抗変化現象はTiO2-x単結晶の面方位に強く依存し，抵抗遷移に伴う結晶学的構造変化を抑制し，Ti価電子状態に関わる電子構造変化を誘起させることで安定的動作が達成される．デバイスへの書き込み電圧印加と連動させたゲート電圧印加は，多元シナプス素子としての増強・抑圧挙動である可塑性を効果的に変調できる．本研究は，多接合シナプス機能を有する多元シナプス素子の開発や生体シナプスの高次機能を達成するうえで，新たな道を開くといえる．
|
| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
メモリスタ結晶における酸素空孔分布トポロジーをダイナミックに制御し，素子のバルク的電気抵抗に結晶学的異方性を持たせることは，物性改質の根源的理解にも通じ，その原子・電子構造と素子特性の相関に関わる物理学的知見を獲得することに学術的意義がある．また，本研究で開発する多元シナプス素子を用いれば，深層学習に関わる従来のソフトウェア的機械学習をハードウェア的に高密度に実装できる．加えて，一素子への連合的多入力によって，一シナプスの重みを他のシナプスとの相関性をもって遷移させる高次脳機能が発現されるため，学習や連想機能を模倣する次世代脳型コンピュータの発展に繋がり，社会的にも意義深い．
|
