熱エネルギーを利用した高分子材料ベースの人工知能の基盤技術の創生

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R4年度は、以下の二つの研究を行なった。1) 神経シナプス可塑性の機能を模倣したサイドゲート型有機電界効果トランジスタの作製を行なった。そのために、両極性高分子電解質ゲル・ゾルを誘電膜として用いた有機電気化学トランジスタを作製し、興奮性および抑制性シナプス可塑性の機能の実装を実現することができた。さらに、可視光に対する光透過率が大きい高分子ゾルを用いたことにより、電界効果の印加条件下において、高分子半導体中に電荷キャリアが注入されることによる反射光のスペクトル変化を確認した。また、このスペクトル変化は、ゲート電極への電場パルスに追随する程度の時定数を有していた。このことは、本研究によって開発されたトランジスタが、トランジスタネットワークの電気伝導の時空間ダイナミクスの発生にとって重要な一歩であるのみならず、将来的な外部の光素子ネットワークのダイナミクスを変調するインターフェースの役割も担うことが可能となると予測される。これらのことは、体温といった熱ノイズを用いた生体模倣型のセンサの実現にとって重要となる。２）パイ共役系高分子を用いたノイズ発生素子の開発を行なった。室温付近に構造相転移点を有するパイ共役系高分子において、構造ゆらぎとカップリングした負性微分抵抗現象を発見し、その現象が電気伝導度ゆらぎを発生することを見出した。さらに、この現象を利用した高分子半導体ノイズ発生デバイスの作製に成功した。このノイズ発生デバイスを用いることにより、確率共鳴現象を発現する高分子センサデバイスの実現が期待される。