| 研究課題/領域番号 |
01460082
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| 研究機関 | 豊橋技術科学大学 |
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研究代表者 |
米津 宏雄 豊橋技術科学大学, 工学部, 教授 (90191668)
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| 研究分担者 |
高野 泰 豊橋技術科学大学, 工学部, 助手 (00197120)
朴 康司 豊橋技術科学大学, 工学部, 助教授 (10124736)
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| キーワード | ニュ-ラルネットワ-ク / ニュ-ロデバイス / シナプス結合 / 可変シナプス結合重み / 自己組織化 / 光電子集積回路 / ヘテロエピタキシ- / シリコン基板上ガリウム砒素 |
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| 研究概要 |
光電子集積回路の観点に立って、大容量神経演算回路網(ニュ-ラルネットワ-ク)の基礎となるニュ-ロデバイスと光配線について基礎的な研究を進め、1チップ化の基本的な可能性と問題点について検討した。
一個にニュ-ロンの基本構成としては、他のニュ-ロンからの光出力を受けてシナプス結合を介して積和演算をし、これを基にしてシグモイド関数状の光出力を出す構成とした。シグモイド関数状の光出力は差動増幅回路とLEDを用いて容易に発生できる。ニュ-ロンの最も重要な機能であるシナプス結合については、まず結合重みを外部から電気的に変えられる基本光電子回路について検討した。その結果、基本機能と光配線の有効性が明らかにされた。次いで、教師信号によって結合重みが変わる自己組織化デバイスを考案し、その基本的機能を初めて確認した。これらの基本光電子デバイス・回路については、SiーIC技術を用いて研究試作し、nA台の微小電流動作や簡単な構造という高集積化に適した特徴を有していることが明らかにされた。
これらの機能を一体化するために必要なSi基板上へのGaAs成長を中心にして、エピ層の品質を左右するヘテロエピタキシ-の成長初期過程を調べた。その結果、初期層に化学結合の強いAlAs層を導入するか、あるいは薄いGaAs固相エピタキシャル層を導入することによって、初期三次元成長を回避してGaAsエピ層を二次元成長に近い状態で成長できることが明らかになった。また、鏡面を得ることが困難なGaAs(111)B面と(110)面のホモエピタキシ-において、Gaの表面マイグレ-ションを助長することによって鏡面が得られることも明らかになった。
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