| 研究課題/領域番号 |
20K21000
|
|---|
| 研究種目 |
挑戦的研究(萌芽)
|
| 配分区分 | 基金 |
|---|
| 審査区分 |
中区分21:電気電子工学およびその関連分野
|
|---|
| 研究機関 | 京都工芸繊維大学 |
|---|
研究代表者 |
山下 兼一 京都工芸繊維大学, 電気電子工学系, 教授 (00346115)
|
|---|
| 研究分担者 |
高橋 駿 京都工芸繊維大学, 電気電子工学系, 准教授 (60731768)
稲田 雄飛 京都工芸繊維大学, 材料化学系, 助教 (90770941)
|
|---|
| 研究期間 (年度) |
2020-07-30 – 2022-03-31
|
| 研究課題ステータス |
完了 (2021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)
2021年度: 2,990千円 (直接経費: 2,300千円、間接経費: 690千円)
2020年度: 3,510千円 (直接経費: 2,700千円、間接経費: 810千円)
|
|---|
| キーワード | ポラリトン / ボース・アインシュタイン凝縮 / 有機結晶 / 鉛ハライドペロブスカイト / ニューロモルフィックデバイス / 有機半導体 / ペロブスカイト |
|---|
| 研究開始時の研究の概要 |
人工知能システムのさらなる高度化に貢献する集積性と低消費電力性に優れたニューロモルフィックデバイスを実現するために、光子と励起子の結合量子状態（ポラリトン）を利用した新概念を検討する。ポラリトンは光子と励起子からなるハイブリッド粒子であり、双安定性を持つ波動関数の状態変化を示すことから、オンデマンド発生型のニューロモルフィック素子として機能する可能性がある。本研究では、有機半導体およびペロブスカイト半導体の単結晶を適用し、室温にて安定にポラリトン生成が可能なマイクロキャビティシステムを実現し、ポラリトン状態の双安定性とニューロモルフィック機能の発現を実証する。
|
| 研究成果の概要 |
本研究では、光と物質のハイブリッド状態であるポラリトン状態を利用した新概念により、集積性と低消費電力性に優れたニューロモルフィック機能の創成を目的とした。この目標を達成する手段として、高い分子配向特性をもつ有機結晶や鉛ハライドペロブスカイトなどの材料を、微小空間に光を強く閉じ込めることができる微小共振器と組み合わせることで、効率よくハイブリッド状態を形成することに成功した。特に、全無機鉛ハライドペロブスカイトの使用により、安定性に優れたポラリトン状態の生成とエネルギー凝縮が室温で可能であることを示した。
|
| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
ビッグデータの管理と解析を担い、ソサイエティ5.0を支える人工知能システムにはさらなる技術革新が求められる。そのシステムを構成するハードウェアにはニューロモルフィック素子が必要であり、現在はアナログ電子回路素子や強誘電体、抵抗変化型酸化物などの状態双安定性を持つデバイスが使用もしくは検討されている。しかし今後の更なる発展に向けては、エレメントの大規模集積化や省電力化が特に重要な課題である。本研究成果はこのような双安定性を持つエレメントを構成する新しい手段を、光と物質のハイブリッド状態を用いることで提案するものである。将来的には、オンデマンドでの発生、大規模集積性、省電力性などが期待できる。
|
