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Reservoir computing nodes utilizing single-electron effects in random arrays of nanoparticles

利用纳米粒子随机阵列中的单电子效应的储层计算节点

基本信息

批准号：
20H02201
负责人：
水柿義直
金额：
$ 11.48万
依托单位：
The University of Electro-Communications
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
财政年份：
2020
资助国家：
日本
起止时间：
2020-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究課題では，ナノ粒子の集合体を作製し，これがリザバーとして機能することを実証する。ナノ粒子の集合体の中では，微小トンネル接合のネットワークが形成され，単一電子トランジスタ（SET）がランダムに接続されている状態にあり，これ利用して，これまでにないナノ粒子集合体のリザバーを超小型固体集積回路として実現し，リザバーコンピューティング動作を実証する。3年目となる2022年度での主たる成果は次の通りである。まず，ナノ粒子集合体作製プロセスの実績を積むことができた。直径約200 nmの円周上に配置された6本の金端子の先端部付近に，誘電泳動もしくは多段階液浸法で金ナノ粒子集合体を作製し，いずれの方法においても非線形応答をする素子を作製することができた。なお，誘電泳動を使用する場合は，2年目に組み上げた誘電泳動自動停止装置を用いた。作製した素子の電気的特性の評価としては，通常の電流－電圧特性，2年目に確立した入力電圧－出力電流特性に加えて，入力電圧－出力電圧特性の測定方法を立ち上げた。まず，1入力－３出力の構成において，正弦波入力電圧に対する出力電流を測定し，その結果を用いた任意波形合成実験を行った。出力ターゲット波形は，三角波，矩形波，余弦波とし，計算機上にてリッジ回帰によって重みづけを行った。出力が3つに限られていたため，波形合成には誤差が生じたが，遅延を入れた３素子構造を計算機上に構築して誤差を減少させることに成功した。年度末に１入力－５出力の構成において，正弦波入力電圧に対する出力電圧を取得することができた。現在，その特性解析および任意波形合成応用について取り組んでいる。これらの3年目の成果については，一部を国内学会にて口頭発表しているが，主たる内容については4年目に発表する予定であり，国際会議への発表申し込みを済ませたものもある。

In this study, the particle assemblage is used as an instrument, and the machine is capable of improving the performance of the particles. In the particle assembly, the microphone is connected to each other to form a device, and a computer is used to connect the particle assembly (SET). In this way, the ultra-miniature solid collector loop is realized, and the operation is performed by using the device. The main achievements of the year 2022 have been reviewed for 3 years. The assemblage of particles acts as an active particle collection. The diameter is about 200 nm. The end of the gold terminal is close to the end of the gold terminal, and the gold particles are collected by the multi-stage liquid immersion method. After two years of training, the swimming automatic stop device will be used. In general, the current-electricity characteristics are very important, and the input-output current characteristics are determined in 2 years. The measurement method of the input-output current characteristics is improved. The output current is measured by the sine wave input force generator, and the output current is measured by using the sine wave input force computer. the results show that the output current is measured by the sine wave input force generator, and the output current is measured by using the sine wave input force generator. The output is used to measure the waveform, triangular wave, rectangular wave, cosine wave, and the calculation machine is used to calculate the wave shape, triangle wave, rectangular wave, cosine wave and cosine wave. The output is limited to three times, and the waveform is synthesized. The error is generated, and the data is transferred to the computer. The error is less than that on the computer. At the end of the year, the output of 1% of the input force-5% of the output power is very high, and the sinusoidal wave input power supply is the best output of the power supply. Now, the feature analysis method is used to synthesize arbitrary waveforms. The results of the three-year program, the contents of the four-year table, the table of the international conference, and the table of contents, the contents of the table, the contents of the table, the table of contents, and the table of international conferences.