• 研究課題をさがす
  • 研究者をさがす
  • KAKENの使い方
  1. 前のページに戻る

高分子超薄膜を用いた人工シナプス素子の創出と動作機構解明

研究課題

研究課題/領域番号 18K14294
研究種目

若手研究

配分区分基金
審査区分 小区分35030:有機機能材料関連
研究機関東北大学

研究代表者

山本 俊介  東北大学, 工学研究科, 助教 (70707257)

研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2021-03-31
研究課題ステータス 完了 (2020年度)
配分額 *注記
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2020年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2019年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2018年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
キーワード高分子超薄膜 / 交互吸着法 / 電気化学トランジスタ / 混合伝導体 / 神経模倣素子 / 共役高分子 / 抵抗変化スイッチ / 交流インピーダンス / 交互吸着 / 人工シナプス / 電子伝導 / イオン伝導
研究成果の概要

本研究では神経・脳の情報伝達を模倣した「人工シナプス素子」の創出を目指して(a)抵抗変化スイッチ型および(b)電気化学トランジスタ型の二種類の素子構成を検討した。その結果、(a)では酸化還元活性な高分子を用いた交互吸着膜の利用によって、神経模倣動作が実現されることが分かった。また、(b)では導電性高分子にイオン伝導性高分子を混合した活性層を用いて神経模倣動作の指標である「情報保持時間」を測定しました。その結果、イオン伝導性高分子の添加に伴って素子の情報保持時間は短くなり、無添加の素子に比べて最大で約5倍の変化があることを明らかにし、神経模倣素子の応答速度を自在に制御できることが分かった。

研究成果の学術的意義や社会的意義

これらの成果は神経模倣素子の設計方針の構築に寄与するだけでなく、今なお不明な点が多い動作原理の解明にも役立つ成果である。本研究の成果は、脳の動作を模倣した新型コンピュータの応用研究につながることが期待される。

報告書

(4件)
  • 2020 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2019 実施状況報告書
  • 2018 実施状況報告書
  • 研究成果

    (25件)

すべて 2020 2019 2018 その他

すべて 国際共同研究 (2件) 雑誌論文 (8件) (うち国際共著 1件、 査読あり 8件) 学会発表 (12件) (うち国際学会 3件、 招待講演 5件) 備考 (3件)

  • [国際共同研究] University of Cambridge(英国)

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [国際共同研究] ケンブリッジ大学(英国)

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Controlling the Neuromorphic Behavior of Organic Electrochemical Transistors by Blending Mixed and Ion Conductors2020

    • 著者名/発表者名
      Yamamoto Shunsuke、Malliaras George G.
    • 雑誌名

      ACS Applied Electronic Materials

      巻: 2 号: 7 ページ: 2224-2228

    • DOI

      10.1021/acsaelm.0c00203

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Layer-by-Layer Growth Control of Metal Organic Framework Thin Films Assembled on Polymer Films2020

    • 著者名/発表者名
      Hiroaki Ohara, Shunsuke Yamamoto, Daiki Kuzuhara, Tomoyuki Koganezawa, Hidetoshi Oikawa, and Masaya Mitsuishi
    • 雑誌名

      ACS Applied Materials & Interfaces

      巻: 12 号: 45 ページ: 50784-50792

    • DOI

      10.1021/acsami.0c13016

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Titania Nanofilms from Titanium Complex-Containing Polymer Langmuir-Blodgett Films2020

    • 著者名/発表者名
      Yamamoto Shunsuke, Ono Asami, Matsui Jun, Hoshino Norihisa, Akutagawa Tomoyuki, Miyashita Tokuji, Mitsuishi Masaya
    • 雑誌名

      Langmuir

      巻: 36 号: 35 ページ: 10371-10378

    • DOI

      10.1021/acs.langmuir.0c01446

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Controlled Ion Permeability of Ultrathin Nanoporous SiO2 Films from Silsesquioxane-Containing Polymer Nanosheets2020

    • 著者名/発表者名
      Ishizaki Yuya、Yamamoto Shunsuke、Miyashita Tokuji、Mitsuishi Masaya
    • 雑誌名

      ACS Applied Nano Materials

      巻: 3 号: 8 ページ: 7454-7461

    • DOI

      10.1021/acsanm.0c01048

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Development of Interfacial Nanoassembly Techniques in Functional Nanomaterials2019

    • 著者名/発表者名
      Yamamoto Shunsuke
    • 雑誌名

      Polymer Journal

      巻: 51 号: 8 ページ: 731-738

    • DOI

      10.1038/s41428-019-0190-7

    • NAID

      40022176761

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] High-Density and Monolayer-Level Integration of π-Conjugated Units: Amphiphilic Carbazole Homopolymer Langmuir?Blodgett Films2018

    • 著者名/発表者名
      Yamamoto Shunsuke、Nishina Nanae、Matsui Jun、Miyashita Tokuji、Mitsuishi Masaya
    • 雑誌名

      Langmuir

      巻: 34 号: 36 ページ: 10491-10497

    • DOI

      10.1021/acs.langmuir.8b01694

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Synthesis and Porous SiO2 Nanofilm Formation of the Silsesquioxane-Containing Amphiphilic Block Copolymer2018

    • 著者名/発表者名
      Ishizaki Yuya、Yamamoto Shunsuke、Miyashita Tokuji、Mitsuishi Masaya
    • 雑誌名

      Langmuir

      巻: 34 号: 27 ページ: 8007-8014

    • DOI

      10.1021/acs.langmuir.8b01114

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Resistive switching of organic?inorganic hybrid devices of conductive polymer and permeable ultra-thin SiO2 films2018

    • 著者名/発表者名
      Yamamoto Shunsuke、Kitanaka Takahisa、Miyashita Tokuji、Mitsuishi Masaya
    • 雑誌名

      Nanotechnology

      巻: 29 号: 26 ページ: 26LT02-26LT02

    • DOI

      10.1088/1361-6528/aabdc6

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 混合伝導性高分子ブレンドを用いた神経模倣素子の構築2020

    • 著者名/発表者名
      山本俊介、George G. Malliaras
    • 学会等名
      第69回高分子討論会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] Neuromorphic Devices Based on Polymer Thin-Films2020

    • 著者名/発表者名
      Shunsuke Yamamoto
    • 学会等名
      令和2年度化学系学協会東北大会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 高分子薄膜を用いた神経模倣素子の作製2019

    • 著者名/発表者名
      山本俊介
    • 学会等名
      有機固体若手の会 2019冬の学校
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Monolayer-Level Assembly of Amphiphilic Molecules with π-Conjugated Units2019

    • 著者名/発表者名
      Shunsuke Yamamoto
    • 学会等名
      15th European Conference on Molecular Electronics
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Development of Hybrid Polymer Nanosheets2019

    • 著者名/発表者名
      Shunsuke Yamamoto
    • 学会等名
      日本化学会 第99春季年会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] フェロセン修飾高分子電解質超薄膜を用いた抵抗変化スイッチの電流-電圧特性2019

    • 著者名/発表者名
      渡邉 暁斗, 山本 俊介, 三ツ石 方也
    • 学会等名
      第66回応用物理学会春季学術講演会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 高分子テンプレートを用いた多孔性SiO2ナノ薄膜の作製と抵抗変化スイッチ素子への応用2018

    • 著者名/発表者名
      山本 俊介
    • 学会等名
      第6回アライアンス若手研究交流会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] Interfacial Nanoassemblies of π-Conjugated Units2018

    • 著者名/発表者名
      Shunsuke Yamamoto, Tokuji Miyashita, Masaya Mitsuishi
    • 学会等名
      18th International Symposium on Advanced Organic Photonics
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] フェロセン修飾ポリエチレンイミン交互積層膜を用いた抵抗変化スイッチの作製2018

    • 著者名/発表者名
      渡邉 暁斗, 山本 俊介, 三ツ石 方也
    • 学会等名
      第79回応用物理学会秋季学術講演会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] Interfacial Nanoassemblies of Functional Nanomaterials2018

    • 著者名/発表者名
      Shunsuke Yamamoto, Tokuji Miyashita, Masaya Mitsuishi
    • 学会等名
      平成30年度化学系学協会東北大会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Fabrication of Polymer Nanosheets with Bithiophene Units2018

    • 著者名/発表者名
      Shunsuke Yamamoto, Tomohiro Ikemoto, Rie Matsui, Takafumi Shimoaka, Takeshi Hasegawa, Tomoyuki Koganezawa, Jun Matsui, Tokuji Miyashita, Masaya Mitsuishi
    • 学会等名
      17th International Conference on Organized Molecular Films
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] フェロセン修飾ポリエチレンイミンの合成と交互積層膜の作製2018

    • 著者名/発表者名
      渡邉 暁斗, 山本 俊介, 宮下 徳治, 三ツ石 方也
    • 学会等名
      第67回高分子年次大会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [備考] 高分子化学をふまえて「神経のような動きをする」電子素子をつくる

    • URL

      https://www.chem-station.com/blog/2020/07/ionconductor.html

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [備考] 高分子を用いた神経模倣素子の応答速度制御に成功 「神経のような動き」をする電子部品の実用化に向けて

    • URL

      http://www.tohoku.ac.jp/japanese/2020/06/press20200624-01-kobunshi.html

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [備考] プラスチック表面への多孔質材料コーティングに成功

    • URL

      http://www.tohoku.ac.jp/japanese/2020/11/press20201104-02-mof.html

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書

URL: 

公開日: 2018-04-23   更新日: 2022-01-27  

サービス概要 検索マニュアル よくある質問 お知らせ 利用規程 科研費による研究の帰属

Powered by NII kakenhi