高分子ナノシートを用いた光駆動型論理演算素子の作製

利用聚合物纳米片制造光驱动逻辑运算装置

• 批准号: 16750107
• 负责人: 松井 淳
• 金额: $ 2.05万
• 依托单位: Tohoku University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• 财政年份: 2004
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2004 至 2006
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-16750107/
• 关键词: レドックス性高分子ナノシート; 光電流; 光誘起電子移動; 分子フォトダイオード; フォトダイオード; 論理演算素子

本年度は昨年度成功した擬固体型PNPDを応用し擬固体型のAND論理演算素子とEXOR論理演算素子の作製に関する研究を行った。擬固体型AND論理演算素子の構築ルテニウム錯体(Ru)とフェロセン(Fc)を有する高分子ナノシートを用い、ITO電極上に順次積層することでアノードPNPD電極とカソードPNPD電極を作製した。続いて1M NaClO_4と電子供与体または電子受容体をさらに光遮光剤を含むアガロースゲル(donor-gel, acceptor-gel)を作製した。これらをアノードPNPD電極/donor-gel/acceptor-gel/カソードPNPD電極の順に集積化しAND素子とした。この素子ではgel層が非透過性であるためそれぞれのPNPDを独立に駆動させることができる。そのため各々を選択的に励起した場合では一方の電極のPNPDにともなう光電流しか観測されないのに対し両方を同時に励起するとそれぞれのPNPDに伴う光電流が観測される。そのためどちらの電極を励起するかを入力信号、またその際に観測される電流を出力信号とするとonとoffの値が2倍離れた光駆動型AND論理素子として用いることができる。擬固体型EXOR論理演算素子の構築アノードPNPDを二つ作製し、これらの電極で1M NaClO_4,TEOA,1wt%グラファイトを加えたdonor-gelを挟み込み擬固体型EXOR素子とした。電極一方のみを励起した場合は3.5nAもしくは-3.5nAの光電流が観測されたのに対し同時に励起した場合の光電流値がほとんど観測されなかった。これはそれぞれの電流方向が逆方向であるために、電流が相殺されたためである。そのため電極を励起するかを入力信号、またその際に観測される電流を出力信号とする光駆動型EXOR論理素子として用いることができる。

This year, we successfully conducted research on the implementation of pseudo-solid PNPD and pseudo-solid AND logic algorithm and EXOR logic algorithm. The structure of pseudo-solid-state AND logic elements is composed of Ru and Fc, and the polymer elements are sequentially laminated on ITO electrodes. 1 M NaClO_4, electron donor, electron acceptor, photo-shield, etc. The PNPD electrode/donor-gel/acceptor-gel/fine PNPD electrode is integrated into the substrate. The gel layer is non-permeable. In the case of selective excitation, the photocurrent of one electrode is measured simultaneously with the excitation of the other electrode. The input signal of the current sensor and the output signal of the current sensor are doubled. The construction of pseudo-solid EXOR logic elements includes the following two parts: PNPD, 1 M NaClO_4, TEOA,1 wt % electrode, and donor-gel. The photocurrent measurement of an electrode is 3.5nA or-3.5nA when excited simultaneously. The direction of the current is opposite to that of the current. The input force signal, the output current signal, and the photodynamic EXOR logic element are used.

项目成果

Electroless Copper Plating onto Polyimide Using Polymer Nanosheet as a Nano-Adhesive

• DOI: 10.1295/polymj.pj2006099
• 发表时间: 2007-01
• 期刊: Polymer Journal
• 影响因子: 2.8
• 作者: J. Matsui;K. Kubota;Y. Kado;T. Miyashita

Molecular optical gating devices based on polymer nanosheets assemblies

• DOI: 10.1021/ja039871
• 发表时间: 2004-03-31
• 期刊: JOURNAL OF THE AMERICAN CHEMICAL SOCIETY
• 影响因子: 15
• 作者: Matsui, J;Mitsuishi, M;Miyashita, T
• 通讯作者: Miyashita, T

Simple Fabrication of Carbon Nanotube Monolayer Film

• DOI: 10.1246/cl.2006.42
• 发表时间: 2006
• 期刊: Chemistry Letters
• 影响因子: 1.6
• 作者: J. Matsui;Manabu Iko;Nobuhiro Inokuma;H. Orikasa;M. Mitsuishi;T. Kyotani;T. Miyashita

Fabrication of Depth-controllable Nanochannel with Polymer Nanoassembled Films Using Atomic Force Microscopy Lithography

使用原子力显微镜光刻技术用聚合物纳米组装薄膜制造深度可控的纳米通道

• 发表时间: 2005
• 期刊: Polymer Journal 37
• 作者: Jun Matsui;Jun Matsui;Jun Matsui;Takeshi Mikayama
• 通讯作者: Takeshi Mikayama

高分子ナノシートの自在集積法とハイブリッドナノ材料への展開

聚合物纳米片的自由集成方法及其杂化纳米材料的发展

• 发表时间: 2004
• 期刊: 金属 74
• 作者: Jun Matsui;Jun Matsui;Jun Matsui;Takeshi Mikayama;Jun Matsui;松井 淳
• 通讯作者: 松井 淳