磁束と電荷を結ぶ新しい機能デバイスの開拓

• 研究課題/領域番号: 22656078
• 研究種目: 挑戦的萌芽研究
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 電子デバイス・電子機器
• 研究機関: 北海道大学
• 研究代表者: 雨宮 好仁 北海道大学, 情報科学研究科, 特任教授 (80250489)
• 研究分担者: 高橋 庸夫 北海道大学, 大学院・情報科学研究科, 教授 (90374610) ; 浅井 哲也 北海道大学, 大学院・情報科学研究科, 准教授 (00312380)
• 研究期間 (年度): 2010 – 2011
• 研究課題ステータス: 完了 (2011年度)
• 配分額: 3,560千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 360千円); 2011年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円); 2010年度: 2,000千円 (直接経費: 2,000千円)
• キーワード: 磁束 / 電荷 / 電磁回路 / デバイス / スピン / 磁性誘電体 / 回路素子 / 磁気モーメント / 半導体

研究概要

本研究では、磁束と電荷を結ぶ素子、すなわち、電荷を与えれば磁束を生じ磁束を与えれば電荷を生じる素子の構成方法を明らかにした。この素子を実現するために、磁気モーメントと電気双極子をあわせ持った分子からなる物質-磁性誘電体の使用を提案して素子を設計し、理論解析により動作を予測した。磁性誘電体では磁化と電気分極が直接に結びついており、その性質を利用して磁束と分極電荷を比例関係で結ぶことにより目的の素子を構成することができる。

研究成果

• [雑誌論文] Neuro-morphic circuit architectures employing temporal noises and device fluctuations to improve signal-to-noise ratio in a single-electron pulse-density modulator (2011)
  • 著者名/発表者名: Kikombo A. K, Asai T., and Amemiya Y.
  • 雑誌名: International Journal of Unconventional Computing 巻: vol.7, no.1-2 ページ: 53-64
• [雑誌論文] Stochastic resonance in simple analog circuits with a single operational amplifier having a double-well potential (2011)
  • 著者名/発表者名: Utagawa A., Asai T., and Amemiya Y.
  • 雑誌名: Nonlinear Theory and Its Applications 巻: vol.2, no.4 ページ: 409-416
  • NAID: 130001225012
• [雑誌論文] High-fidelity pulse density modulation in neuromorphic electric circuits utilizing natural heterogeneity (2011)
  • 著者名/発表者名: Utagawa A., Asai T., and Amemiya Y.
  • 雑誌名: Nonlinear Theory and Its Applications 巻: vol.2, no.2 ページ: 218-225
  • NAID: 130000903456
• [雑誌論文] A neuromorphic MOS circuit imitating jamming avoidance response of Eigenmannia (2011)
  • 著者名/発表者名: Fujita D., Asai T., and Amemiya Y.
  • 雑誌名: Nonlinear Theory and Its Applications 巻: vol.2, no.2 ページ: 205-217
  • NAID: 130000903455
• [雑誌論文] Low-power temperature-to-frequency converter consisting of sub-threshold CMOS circuits for integrated smart temperature sensors (2011)
  • 著者名/発表者名: Ueno K., Asai T., and Amemiya Y.
  • 雑誌名: Sensors and Actuators A : Physical 巻: vol.165, no.1 ページ: 132-137
• [雑誌論文] Low-power temperature-to-frequency converter consisting of sub-threshold CMOS circuits for integrated smart temperature sensors (2011)
  • 著者名/発表者名: Ueno K., Asai T., and Amemiya Y
  • 雑誌名: Sensors and Actuators A: Physical 巻: Vol.165, no.1 号: 1 ページ: 132-137
  • DOI: 10.1016/j.sna.2010.03.030
  • 査読あり
• [雑誌論文] High-fidelity pulse density modulation in neuromorphic electric circuits utilizing natural heterogeneity (2011)
  • 著者名/発表者名: Utagawa A.
  • 雑誌名: Nonlinear Theory and Its Applications 巻: 2 ページ: 218-225
  • 査読あり
• [雑誌論文] Neuro-morphic circuit architectures employing temporal noises and Device fluctuations to improve signal-to-noise ratio in a single-electron pulse-density modulator (2011)
  • 著者名/発表者名: Kikombo A.K
  • 雑誌名: International Journal of Unconventional Computing 巻: 7 ページ: 53-64
  • 査読あり
• [雑誌論文] A 1-uW, 600-ppm/℃current reference circuit consisting of sub-threshold CMOS circuits (2010)
  • 著者名/発表者名: Ueno K., Hirose T., Asai T., and Amemiya Y.
  • 雑誌名: IEEE Transactions on Circuits and Systems II 巻: vol.57, no.9 ページ: 681-685
• [雑誌論文] High-resistance resistor consisting of a subthreshold CMOS differential pair (2010)
  • 著者名/発表者名: Asai S., Ueno K., Asai T., and Amemiya Y.
  • 雑誌名: IEICE Transactions on Electronics 巻: vol.E93-C, no.6 ページ: 741-746
  • NAID: 10026825925
• [雑誌論文] An on-chip PVT compensation technique with current monitoring circuit for low-voltage CMOS digital LSI (2010)
  • 著者名/発表者名: Tsugita Y., Ueno K., Hirose T., Asai T., and Amemiya Y.
  • 雑誌名: IEICE Transactions on Electronics 巻: vol.E93-C, no.6 ページ: 835-841
  • NAID: 10026826095
• [雑誌論文] CMOS phase-shift oscillator based on the conduction of heat (2010)
  • 著者名/発表者名: Hirai T., Asai T., and Amemiya Y.
  • 雑誌名: Journal of Circuits, Systems, and Computers 巻: vol.19, no.4 ページ: 763-772
• [雑誌論文] A behavioral model of unipolar resistive RAMs and its application to HSPICE integration. (2010)
  • 著者名/発表者名: Akou N.
  • 雑誌名: IEICE Electronics Express 巻: 7 ページ: 1467-1473
  • 査読あり
• [雑誌論文] A 1-uW, 600-ppm/℃ current reference circuit consisting of sub-threshold CMOS circuits. (2010)
  • 著者名/発表者名: Ueno K.
  • 雑誌名: IEEE Transactions on Circuits and Systems II 巻: 57 ページ: 681-685
  • 査読あり
• [学会発表] An offset compensation method using subthreshold CMOS operational amplifiers for fully differential amplifiers (2010)
  • 著者名/発表者名: Iida T., Asai T., Amemiya Y., and Sano E.
  • 学会等名: Integrated Circuits and Devices in Vietnam 2010
  • 発表場所: Ho Chi Minh, Vietnam
  • 年月日: 2010-08-16
• [学会発表] Towards memristor-CMOS-hybrid semiconductor devices for neural networks. (2010)
  • 著者名/発表者名: Akou N.
  • 学会等名: The 14th International Conference on Cognitive and Neural Systems
  • 発表場所: Boston (USA)
  • 年月日: 2010-05-19
• [学会発表] Array-enhanced stochastic resonance in a network of noisy neuromorhic circuits (2010)
  • 著者名/発表者名: Tovar G., Asai T., and Amemiya Y.
  • 学会等名: Proceedings of the 17th International Conference on Neural Information Processing
  • 発表場所: Sydney, Australia
• [学会発表] A ReRAM-based analog synaptic device having spike-timing-dependent plasticity (2010)
  • 著者名/発表者名: Akou N., Asai T., Yanagida T., Kawai T., and Amemiya Y.
  • 学会等名: Nanoelectronics Days 2010
  • 発表場所: Aachen, Germany
• [学会発表] On-chip power supply for subthreshold-operated CMOS LSIs (2010)
  • 著者名/発表者名: Shimada H., Ueno K., Asai T., and Amemiya Y.
  • 学会等名: Proceedings of the 9th International Conference on System Science and Simulation in Engineering
  • 発表場所: Iwate, Japan
• [学会発表] Low-voltage power supply regulator for subthreshold-operated CMOS digital LSIs (2010)
  • 著者名/発表者名: Ueno K., Shimada H., Asai T., and Amemiya Y.
  • 学会等名: 2010 International Conference on Solid State Devices and Materials
  • 発表場所: Tokyo, Japan
• [学会発表] Stochastic resonance in a simple electric circuit having a double-well potential-Circuit experiments with a single operational amplifier- (2010)
  • 著者名/発表者名: Utagawa A., Asai T., and Amemiya Y.
  • 学会等名: Proceedings of 2010 International Symposium on Nonlinear Theory and its Applications
  • 発表場所: Krakow, Poland
• [学会発表] Stochastic resonance in neuromorphic semiconductor devices having a double-well potential (2010)
  • 著者名/発表者名: Utagawa A., Asai T., and Amemiya Y.
  • 学会等名: Proceedings of the 14th International Conference on Cognitive and Neural Systems
  • 発表場所: Boston, USA
• [学会発表] Coupling-enhanced stochastic resonance in noisy neuromorphic devices (2010)
  • 著者名/発表者名: Tovar G., Asai T., and Amemiya Y.
  • 学会等名: Proceedings of the 14th International Conference on Cognitive and Neural Systems
  • 発表場所: Boston, USA
• [学会発表] Towards memristor-CMOS-hybrid semiconductor devices for neural networks (2010)
  • 著者名/発表者名: Akou N., Asai T., and Amemiya Y.
  • 学会等名: Proceedings of the 14th International Conference on Cognitive and Neural Systems
  • 発表場所: Boston, USA