分子を介した非線形電気特性を発現するカギを解明――脳型情報処理デバイスの実現へ 大阪大学

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大阪大学は2019年9月3日、同大学の研究グループが、分子を介した非線形電気特性の発現のために、分子と電極間の化学結合の制御が重要であることを明らかにしたと発表した。

我々の脳は低いエネルギーで効率的に情報処理を行うことができる。これに関し、脳の神経細胞ネットワークでは、一定以上の強さの刺激に対して電位パルスが非線形的に発生して伝搬することが知られている(非線形電気伝導特性)。分子エレクトロニクスの研究分野では、脳のような低エネルギーで効率的な情報処理を実現するため、電圧の印加量に対して電流値が非線形的に変化する分子デバイスの構築が求められている。

分子を介した非線形電気特性は、ダイオードやメモリ、スイッチなどのデバイスの構成要素としての利用が期待できる。より高い非線形性を実現するためには、分子と電極の結合状態と非線形特性の関係を理解することが重要となる。今回、同研究グループは、微小な電極間に分子と金ナノ粒子が直列に接続された分子デバイス(金ナノ粒子ブリッジジャンクション)を用いて、分子と電極間の結合状態を化学的に制御することが、分子固有の性質(電子状態)を介した非線形電気伝導特性を発現するために重要であることを実証した。

今回の研究成果は、非線形電気特性を有する分子デバイスをデザインする上で有用な知見であり、分子の電子状態に基づく特異な非線形電気特性の実現と、それを活用した脳型情報処理デバイスへの展開が期待できるとしている。

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