SAMURAI - NIMS Researchers Database

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外部併任先

  • 東京理科大学連携大学院客員准教授

研究内容

Keywords

固体イオニクス, ニューロモルフィックデバイス, 原子スイッチ, 物性制御, 電気二重層, イオントロニクス, スピントロニクス

深層学習や生成AIに代表される機械学習の産業応用が進む一方、膨大な消費電力や通信量、処理遅延が深刻な社会問題となっています。当グループは、生物の脳や神経系が持つ高効率な情報処理メカニズムに着想を得て、イオンや分子、スピンなど様々な情報担体がマテリアル中で示す時空間ダイナミクスを計算資源として利用するニューロモルフィックデバイス(神経模擬・脳型情報処理デバイス)の研究を行っています。幅広い産業で利用できる低消費電力かつ高性能なAIエレクトロニクスの実現に貢献します。
新着情報
2024.4.14. 西岡さんがつくば研究機構トークリレーで講演しました。ニコニコ生放送で視聴出来ます。(1:40:00あたり)
2024.4.8. 西岡さん新ヶ谷さんの少数分子を用いたリザバー計算の研究がJSTのScience Japanに掲載。
2024.4.1. 土屋をグループリーダーとするニューロモルフィックデバイスグループが発足しました。
2024.4.1. 共同研究者の西岡さんICYSリサーチフェローに着任されました。土屋がメンターを務めます。
2024.3.31. 西岡(D3)と山口(M2)が卒業しました。おめでとうございます。
2024.3.25. 並木が東京都市大学で開催された応用物理学会で受賞講演を行いました。西岡と西村も発表しました。
2024.3.21.並木西岡磁化回転を用いたリザバー計算の論文がNano Lettersに掲載。
2024.3.16. 西岡と北野が名古屋大学で開催された電気化学会で発表しました。
2024.3.8. 西岡新ヶ谷さん少数分子を用いたリザバー計算の研究が科学新聞に掲載。
2024.3.5. 山口のダイヤEDLTを用いたリザバーコンピューティングの論文Spotlights 2024に選出。
2024.3.4. 西岡新ヶ谷さん少数分子を用いたリザバー計算の研究が日刊工業新聞に掲載。
2024.2.29.西岡新ヶ谷さん少数分子を用いたリザバー計算の論文がScience Advancesに掲載。Featured imageに選出。プレス発表日経電子版に掲載MANAのHPに掲載
2024.2.28. 山口のダイヤEDLTを用いたリザバーコンピューティングの論文がApplied Physics Expressに掲載。
2024.2.12. 並木のFe3O4を用いた酸化還元トランジスタの論文がJapanese Journal of Applied Physicsに掲載。
2024.1.25. 並木が第49回光機能磁性デバイス・材料専門研究会で招待講演を行いました。

2024年

2023.12.8. 土屋がGuest Editorを務めるCommunications Chemistry(Springer Nature)のCollection: Electrochemical interfacesが論文募集中。ぜひ投稿をご検討ください。
2023.11.30. 柴田のLiCoO2を用いたリザバーコンピューティングの論文がScientific Reportsに掲載。
2023.11.23. 土屋が北海道大学で開催されたWPIサイエンスシンポジウムでブース出展しました。
2023.11.16. 並木が第55回(2023年秋季)応用物理学会講演奨励賞を受賞。おめでとうございます。
2023.11.16-17. 土屋が札幌で開催されたMNC2023国際会議 Inorganic Nanomaterialsでセクションヘッドを務めました。並木、柴田が口頭発表しました。
2023.11.15. 並木が北海道大学で開催された固体イオニクス討論会で口頭発表しました。
2023.11.10. 土屋が MANA International Symposium 2023で講演しました。並木がポスター発表しました( 最優秀ポスター賞受賞)。
2023.11.5-9. トリノで開催されたMEMRISYS2023で山口がポスター発表(ポスター賞受賞)、柴田が口頭発表しました。
2023.10.4. 並木のスピン波干渉リザバーコンピューティングの研究がMANA Research Highlightsで紹介されました。
2023.10.3.土屋が(公財)泉科学技術振興財団の研究助成(2023年度)に採択されました。
2023.10.3.土屋が(JST)GteX革新的GX技術創出事業(チーム型)に主たる共同研究者として採択。
2023.9.28. 鶴岡さんの人工シナプスの論文(土屋は共著)がACS Appl. Mater. Interfacesに掲載。
2023.9.27.土屋が(公財)JFE21世紀財団研究助成(2023年度)に採択。(10/5鉄鋼新聞に掲載)
2023.9.26. 土屋が神戸で開催された SISPAD 2023(応物主催)で招待講演しました。
2023.9.26. 土屋がオンラインで開催された 蓄電固体界面科学公開シンポジウムでポスター発表。
2023.9.22. 土屋が熊本城ホールで開催された応用物理学会シンポジウム「表面・界面における電子・イオン移動に基づくエネルギー変換の最前線」で世話人を務めました。応物で並木(PD)、山口(M2)、北野(M1)が発表しました。
2023.9.19. 土屋が JSTさきがけ(研究領域:新原理デバイス創成のためのナノマテリアル)に採択。
2023.9.8. 西岡(D3)が名古屋国際会議場で開催されたSSDM2023(応物主催)で口頭発表。土屋は論文委員を務めました。
2023.9.7. 西岡の深層リザバー計算の論文をArxivで公開。
2023.8.31. 西岡の人工シナプスの論文Neuromorphic Computing and Engineeringに掲載。
2023.8.31. 土屋が関西大学で開催された研究会 「新材料・新原理で築くニューロモルフィックシステム(JST主催/世話人:山本真人先生)」で招待講演しました
2023.8.23. 並木のスピン波干渉リザバーコンピューティングの論文Advanced Intelligent Systemsに掲載。
2023.8.14. 高柳さんのプロトン伝導薄膜の論文Journal of Materials Chemistry Cに掲載。
2023.8.10. 土屋が 防衛装備庁安全保障技術研究推進制度(タイプC)に採択。
2023.7.21. 土屋が東大で開催された第85回固体イオニクス研究会 「イオニクスとエレクトロニクスを融合した次世代情報通信技術に向けて(世話人:寺部一弥先生、一杉太郎先生)」で口頭発表しました
2023.7.7. 高柳真さんの最高速電気二重層トランジスタの論文(Materials Today Advances)がNIMSからプレスリリース
2023.7.3. 和田友紀さんの酸化還元型ニューロモルフィックデバイスの論文が東京理科大からプレスリリース
2023.6.27,30. 土屋がシンガポールで開催されたICMAT2023とpost symposium(Interface ionics)で口頭発表しました
2023.6.8. 高柳真さんの最高速電気二重層トランジスタの論文がMaterials Today Advancesに採択。
2023.5.5. 和田友紀さんの酸化還元型ニューロモルフィックデバイスの論文がAdvanced Intelligent Systemsに採択。
2023.4.1.(公財)池谷科学技術振興財団の研究助成(2023年度)に採択されました。
2023.3.22.和田君(M2)の磁気異方性制御デバイスの論文(JJAP)がJJAPのHighlights of 2022に選出。
2023.3.19. 和田君(M2)、柴田君(B4)が卒業しました。おめでとうございます。柴田君が優秀卒論発表賞を受賞。
2023.3.18. 応用物理学会シンポジウム「脳と非生体型自律分散システムにおける情報処理・創造の最前線」にご参集頂いた皆様ありがとうございました。柴田君(B4)がAIエレクトロニクスで発表しました。
2023.3.8.高柳真さんの電気二重層トランジスタの研究日刊工業新聞Yahoo ニュースなどに掲載。
2023.2.22.Gueyeさん(NIMS白井G)の太陽電池の硬X線光電子分光の論文がChemistry of Materialsに掲載。
2023.2.10.高柳真さんの中間層を用いた電気二重層トランジスタの高速化の論文がMaterials Today Physicsに掲載。プレス発表
2023.1.4.西岡君(D2)の電気二重層トランジスタを用いたリザバー計算の研究が日刊工業新聞Yahoo ニュースに掲載。

2023年

2022.12.19.土屋のナノイオニクスデバイスの解説が固体物理(Vol.57)に掲載。
2022.12.15.西岡君(D2)の電気二重層トランジスタを用いたリザバー計算の論文がScience Advancesに掲載。プレス発表
2022.12.8. 土屋がMANA International Symposium 2022でポスター発表しました。
2022.11.8-12. 土屋が徳島で開催されたMNC2022国際会議 Inorganic Nanomaterialsでセクションヘッドを務めました。並木さん(PD)、山口君(M1)が口頭発表しました。
2022.10.18. 意思決定イオニクスデバイスの研究がNIMS広報誌「NIMS NOW」<8-9月号>で紹介されました。
2022.9.26-29. 土屋が幕張メッセで開催されたSSDM2022国際会議 Novel Functional / Quantum / Spintronic Devices and Materials/Quantum Computing (FS)で論文委員・座長を務めました。
2022.9.20-23. 並木さん(PD)、西岡君(D2)、和田君(M2)が応用物理学会で口頭発表しました。
2022.9.22. 土屋が応用物理学会「群知能の新展開:生物・ロボット・材料の創発が生み出す知」で世話人・座長を務めました。多数ご参集頂き誠にありがとうございました。
2022.9.15. ニューロモルフィックデバイスの総説(有賀先生、中山先生と共著)がApplied Physics Expressに採択。
2022.9.9. 土屋が電気化学会でナノイオニクスデバイスを用いた物理リザバー計算について口頭発表しました。
2022.9.5. 土屋が新学術領域「蓄電固体界面科学」第4回公開シンポジウムでポスター発表を行いました。
2022.8.8. 土屋の電気二重層解析の記事が日本化学会低次元系光機能材料研究会のニュースレター第26号に掲載。
2022.7.22. 西岡君(D2)がthe 23rd International Conference on Solid State Ionics (SSI-23)ポスター賞を受賞。
     題目:Physical Reservoir Computing Based on Solid-State Electric Double Layer Effect
     発表者:D. Nishioka, T. Tsuchiya, W. Namiki, M. Takayanagi, T. Higuchi, K. Terabe
2022.7.17-22. 土屋がボストンで開催されたthe 23rd International Conference on Solid State Ionics (SSI-23)で招待講演を行いました。西岡君(D2)、和田君(M2)も発表しました。
2022.6.17. 和田君(M2)の磁気異方性制御デバイスの論文(JJAP)がJJAPのSpotlightsに選出されました。
2022.4.27. 土屋がApplied Physics Express誌の2021 Outstanding Reviewer Awardsを受賞。
2022.4.13. 寺部先生の原子スイッチの総説(土屋は共著者)がAdvances in Physics: Xに掲載。
2022.4.7. 寺部先生のナノイオニクスデバイスの総説(土屋は共著者)がJJAPに掲載。
2022.4.2. 高栁真さんが電気化学会第89回大会(3/15-17)で優秀学生講演賞を受賞。
     題目:種々のリチウム系固体電解質/電極界面における酸素授受挙動のin-situ観察
     発表者:高柳真、土屋敬志、小倉弓枝、間嶋拓也、上田茂典、樋口透、寺部 一弥
2022.4.1. 新学術領域「蓄電固体界面科学」の公募研究(2022〜2023年度)に採択されました
2022.3.1. 島川研(京大)との共同研究によるSrFeOyデバイスの論文(Appl. Phys. Lett.)が出版されました。
2022.3.1. 和田君(M1)の磁気異方性制御デバイスの論文(JJAP)が出版されました。
2022.2.2. 土屋の固体電気二重層の解説記事がクリーンエネルギー2月号(日本工業出版刊)に掲載
2022.1.17. 高栁真君(D3)が新学術領域「蓄電固体界面科学」若手勉強会(1/7)で優秀発表賞を受賞。
2022.1.11. 土屋が分担執筆した【NIMS専門書】System-Materials Nanoarchitectonics(Springer)が出版。
2022.1.6. ジェネットさん(フィリピン大セルベラ研)のプロトン伝導性YSZ薄膜の論文がMaterialsに掲載。
2022.1.4. ロダさん(PD)の負性容量光トランジスタと人工シナプス応用の論文(Nanoscale)が出版されました。

2022年

2021.12.15. 高栁真君(D3)の固体電気二重層の論文がCommunications Chemistryの2021 Editors' Highlightsに選出。
2021.11.25 土屋がWPI-MANA Virtual City of Workshops TIA ”Kakehashi” on Organic/Inorganic Spin Electronics Researchで招待講演を行いました。
2021.11.18 土屋がNIMS WEEK 2021でポスター発表を行いました。
2021.11.1-4. 土屋がMEMRISYS 2021で招待講演を行いました。ポスドクの並木さん、ロダさん、学生の高栁君、和田君も発表しました。 高栁君がExcellent Poster Presentation Awardを受賞。
2021.10.27. 寺部先生のナノイオニクスデバイスの総説(土屋は共著者)Advanced Electronic Materialsに掲載。
2021.10.26-29. 土屋がMNC 2021国際会議のInorganic nanomaterialsセクションでサブヘッドを務めました。基調講演は竹中先生(東大)、招待講演は増田GREEN副拠点長(NIMS)松下先生(東工大)でした。
2021.9.16. 土屋が新学術領域「蓄電固体界面科学」第3回公開シンポジウムでポスター発表を行いました。
2021.9.14. 高栁真君(D3)の論文がCommunications ChemistryのEnergy storage and conversion collectionに選出。
2021.9.12. 土屋が応用物理学会の「AIエレクトロニクス」で招待講演を行いました。
2021.9.11. 土屋が応用物理学会の「蓄電固体デバイスの開発に向けた界⾯イオンダイナミクス」で招待講演を行いました。
2021.9.10. 応用物理学会「最先端バイオミメティクスが⽣み出す超⾼機能フロンティア」が開催されました。ご参集頂きありがとうございました。
2021.9.2. 高栁真君(D3)の論文がSpringer Natureの化学専門誌Communications ChemistryのFeatured Imageに選出。
2021.9.2. 土屋が日本セラミックス協会第34回秋季シンポジウム(オンライン開催)で招待講演を行いました。
2021.8.25. 高栁真君(D3)の固体電気二重層の研究が化学工業日報(朝刊7面)で紹介されました。
    「全固体電池の出力低下 原因探る新手法 東京理科大など」
2021.8.18. 高栁真君(D3)のその場硬X線光電子分光の論文Applied Surface Scienceに掲載。
2021.8.11. 高栁真君(D3)の論文がプレスリリースされました。マイナビニュース等でも紹介されました。
     新学術領域研究「蓄電固体界面科学」HP
2021.8.6. 高栁真君(D3)の固体電気二重層の論文がSpringer Natureの化学専門誌Communications Chemistryに掲載。
     Nature ResearchのBEHIND THE PAPERでも紹介されました。
2021.6.30. 並木航さんがMANAナノアート大賞を受賞しました。
2021.4.23. アンナ大(インド)のマニさん(D3)のニューロモルフィック素子の論文がSolid State Ionicsに掲載。
2021.4.9. 並木航さんがClustering and Global Challenges (CGC2021) international online conferenceで口頭発表。
2021.4.1. ポスドク研究員の並木航さんが着任しました。
2021.3.23. 西岡大貴君(M2)が東京理科大学学生表彰と奨励賞を受賞し、卒業式で大学院総代を務めました。
2021.3.5. 並木航君(D3)がMANA International Symposium 2021でExcellent Poster Presentation Awardを受賞しました。
Room-Temperature Manipulation of Magnetization Direction in Magnetite, Achieved with an All-Solid-State Redox Transistor. Authors:W. Namiki, T. Tsuchiya, M. Takayanagi, T. Higuchi, K. Terabe
2021.3.4. 土屋がMANA International Symposium 2021で招待講演を行いました。
2021.1.14. 土屋が理化学研究所で開催された第4回・第5回固体イオニクス応用および全固体電池研究開発に関する研究会で招待講演を行いました。
2020.12.19. ロダヌルさん(D3)の論文がNature ResearchのBEHIND THE PAPERで紹介されました。
2020.12.18. ロダヌルさん(D3)の光トランジスタの論文がSpringer Natureの材料専門誌Commun. Mater.に掲載。
2020.12.7. (公財)矢崎財団ホームページに土屋のインタビュー記事が掲載されました。
2020.11.3. 並木航君(D3)の磁化ベクトル制御デバイスの論文(ACS Nano)が出版されました。
      プレスリリース  新学術領域研究「蓄電固体界面科学」HP
2020.9.30. 西岡大貴君(M2)が日本学術振興会特別研究員(DC1)に内定しました。
2020.7.1. 意思決定イオニクスデバイスの解説記事が表面技術協会誌「表面技術」に掲載されました。
2020.4.30. 西岡大貴君(M2)のプロトン伝導性CeO2薄膜の研究日経産業新聞日経新聞電子版に掲載されました。
2020.4.15. (公財)矢崎財団一般研究助成の採択情報が科学新聞電線新聞、日刊産業新聞、その他で紹介されました。
2020.4.1. 新学術領域研究「蓄電固体界面科学」の公募研究に採択されました。
               研究課題:固体イオニクス現象を利用する物性制御デバイスの開発と動作機構の解明
2020.4.1. 並木航君(D3)が電気化学会第87回大会で優秀学生発表賞を受賞しました。
               受賞題目:固体電解質を用いた全固体酸化・還元デバイスによる Fe3O4薄膜の磁化ベクトルのその場制御
               著者:並木航, 土屋敬志, 高栁真, 樋口透, 寺部一弥
2020.4.1. 文部科学省 科学技術・学術政策研究所 (NISTEP)専門調査員に就任しました。
2020.3.31. 西岡大貴君(M1)の固体イオニクスデバイスの論文(JJAP)が出版されました。
2020.3.31. ポスドク研究員のRevannath Nikamさんが退職されました。
2020.3.27. 江藤大貴君(M2)と北川勇気君(M2)が東京理科大学修士課程を修了しました。
2020.3.19. 並木航君(D2)と高栁真君(D1)が電気化学会第87回大会で発表しました(Web討論)。
2020.3.17. (公財)矢崎科学技術振興記念財団一般研究助成に採択されました。
2020.3.6. 江藤大貴君(M2)の無機酸化物型意思決定イオニクスデバイスの論文(JJAP)が出版されました。
2020.3.6. 北川勇気君(M2)の酸化グラフェン型意思決定イオニクスデバイスの論文(JJAP)が出版されました。
2020.3.1-3. 並木航君(D2)と高栁真君(D1)と北川勇気君(M2)がMANA International Symposium 2020で発表しました。
2020.2.17. 西岡大貴君(M1)のプロトン伝導性CeO2薄膜の論文(NanoscaleResearchLetters)が出版されました。
2020.2.3. (公財)日立財団倉田奨励金に採択されました。
2020.1.16. フィリピン大学Cervera研究室のJennet Raboさん(D3)が博士論文共同指導制度で加わりました。

2020年

2019.12.2. ポスドク研究員のRevannath Nikamさんが着任しました。
2019.10.29-31. 土屋が広島で開催されたMNC 2019で2-4: Inorganic Nanomaterialsのサブヘッドを務めました。並木航君(D2)、江藤大貴君(M2)、北川勇気君(M2)、西岡大貴君(M1)が英語で発表しました。
2019.10.28. 土屋がNIMS WEEK2019で公開講義とラボ公開「AIや人工衛星を目指す原子スイッチ」を行いました。
2019.10.18. 来年7月につくばで開催される国際会議MEMRISYS 2020のホームページが公開されました。土屋は組織委員を務めます。是非ご参加下さい。
2019.10.3. 土屋が東京理科大学で特別講義「ナノイオニクスを基礎とする脳型メモリー素子と意思決定デバイス」を行いました。
2019.10.1. ポスドク研究員のXueyou Yuanさんが着任しました。
2019.9.18. 土屋と並木航君(D2)が北海道大学で開催された応用物理学会で発表しました。
2019.9.2-5. 江藤大貴君(M2)が名古屋で開催されたSSDM2019で意思決定イオニクスデバイスについて発表しました。
2019.9.1-3. 土屋と高栁真君(D1)が滋賀で開催された第15回固体イオニクスセミナーで発表しました。
2019.6.21. 土屋が韓国で開催されたSSI-22でThe best poster awardを受賞しました。
               受賞題目:In-situ Control of Hole Density in Hydrogen-Terminated Diamond Achieved with All-Solid-State Electric Double Layer Transistor
               著者:T. Tsuchiya, M. Takayanagi, M. Imura, Y. Koide, T. Higuchi, K. Terabe
2019.6.18. 村田学術振興財団研究助成に採択されました。
2019.6.18. 土屋が韓国で開催されたSSI-22でダイヤモンドEDLTの発表を行いました。
2019.5.23. 高栁真君(D1)のCaSrVO3薄膜のSr拡散の論文(JJAP)が出版されました。
2019.5.7. 江藤大貴君(M2)のプロトン伝導性YSZ薄膜の論文(JJAP)が出版されました。
2019.4.22. NIMS一般公開2019にてラボ公開「人工知能を目指す原子スイッチってなんだ?」を行いました。
2019.4.15. 土屋のその場硬X線光電子分光の論文(J.Phys.Chem.C)がオンライン出版されました。
2019.4.2. 高栁真君(M2)のCaSrVO3薄膜を用いたナノイオニクスデバイスの論文(TMRSJ)が出版されました。
2019.3.20. 高栁真君(M2)が平成30年度東京理科大学奨励賞を受賞しました。
2019.3.14. 高栁真君(M2)が東京理科大学学生表彰を授与されました。
2019.3.6. 土屋がMANA International Symposium 2019Excellent poster presentation awardを受賞しました。
               受賞題目:Ionic Decision-maker for Solving Multi-armed Bandit Problems
2019.3.4. 高栁真君(M2)のCaSrVO3薄膜のSr拡散の論文(JJAP)がアクセプトされました。
2019.1.30-2.1 土屋が東京ビックサイトで開催されたnanotech 2019でポスター発表を行いました。
2019. 1. 25. 意思決定イオニクスデバイスが科学新聞のnanotech 2019特集記事で紹介されました。
2019. 1. 1. 意思決定イオニクスデバイスが日本セラミックス協会発行「セラミックス」で紹介されました。

2019年

2018.12.19. 意思決定イオニクスデバイスがMANA Research Highlightsで紹介されました。
2018.12.18. 土屋が北九州国際会議場で開催された第28回日本MRS年次大会で口頭発表を行いました。
2018.12.12. 土屋がMANA Research seminarで口頭発表を行いました。
2018.12.7. 土屋が京都大学で開催された第44回固体イオニクス討論会で口頭発表を行いました。
2018.11.30. 土屋が出席した材料科学技術振興財団の研究助成贈呈式が科学新聞で紹介されました。
2018.11.13-16. 札幌で開催されたMNC 2018高柳真君(M2)と江藤大貴君(M1)が発表しました。
2018.10.25-27. 土屋がフィリピンのタガイタイで開催されたICMSEP2018で招待講演を行いました。
2018.10.19. 意思決定イオニクスデバイス日本経済新聞の「かがくアゴラ」と日経産業新聞で紹介されました。
2018.10.16. 東京国際フォーラムで開催されたNIMS WEEK 2018でポスター発表を行いました。
2018.10.1. フレキシブルセラミックスコーティング技術調査専門委員会で招待講演を行いました。
2018.9.28. 意思決定イオニクスデバイスが科学新聞で紹介されました。
2018.9.24. 意思決定イオニクスデバイス日本経済新聞電子版で紹介されました。
2018.9.18. 意思決定イオニクスデバイス日刊工業新聞で紹介されました。
2018.9.18. 名古屋国際会議場で開催された第79回応用物理学会秋季学術講演会で招待講演を行いました。
2018.9.11. 意思決定イオニクスデバイスが化学工業日報で紹介されました。
2018.9.8. 電気化学現象でAIの限界突破へ、「意思決定イオニクスデバイス」を開発がYahoo!ニュースに掲載。
2018.9.7. 意思決定を行う固体イオニクスデバイスの論文(Science Advances)が出版されました。プレスリリース
2018.9.4. 江藤大貴君(M1)が優秀ポスター賞(第14回固体イオニクスセミナー)を受賞しました。
2018.9.2-4. 土屋が世話人を務める第14回固体イオニクスセミナーが開催されました。
2018.7.26. 磁気でイオンを輸送する新原理のトランジスタが海外の科学技術紹介メディア SPINOFF.COMにて
      Top 100 Best Science Spinoffsに選出されました。
2018.5.23. 高柳真君(M2)が原島博学術奨励賞(電気電子情報学術振興財団)を受賞しました。
      受賞題目:Liイオン電解質を用いた世界最高速全固体電気二重層トランジスタの研究
2018.4.20. 高柳真君(M2)のCaSrVO3薄膜の金属絶縁体転移の研究が科学新聞で紹介されました。
2018.4.4. 川村欣也君(D2)の(La,Sr)MnO3膜の光電子分光の論文(TMRSJ)がアクセプトされました。
2018.4.2. 高柳真君(M2)のCaSrVO3薄膜の金属絶縁体転移の論文(APL)が出版されました。
2018.4.1. 東京理科大学連携大学院 土屋研究室に江藤君(M1)、北川君(M1)が配属されました。
2018.3.19. 北川勇気君(B4)が「卒研優秀発表賞」を受賞しました。
      受賞題目:酸化グラフェンの電解質ー半導体転移を用いたナノイオニクスデバイス
2018.3.17-20. 早稲田大学で開催された応用物理学会で土屋、川村、並木、高栁が発表を行いました。
2018.3.9. 並木航君(M2)のNdSrFeO3薄膜の電気特性に関する共著論文(TMRSJ)がアクセプトされました。
2018.3.7. つくばで開催されたMANA International Symposiumで新原理のトランジスタの口頭発表を行いました。
2018.2.21. 杉本天君(M2)のWO3薄膜の光電子分光に関する共著論文(TMRSJ)がアクセプトされました。
2018.2.14-16. 東京ビッグサイトで開催されたnano tech 2018で口頭発表・ポスター展示を行いました。
2018.2.9. 高柳真君(M1)のSrVO3を用いた酸化還元トランジスタの論文(JPSJ)が出版されました。
2018.1.24. 東京大学で開催されたRIKEN-NIMSマテリアルズイノベーションコアWorkshopで発表しました。

2018年

2017.12.27. 磁気でイオンを輸送する新原理のトランジスタがMANA Research Highlightsで紹介されました。
2017.12.5. 脳型トランジスタの論文(JJAP)がアクセプトされました。
2017.10.4. アメリカで開催された232nd ECS Meetingでその場光電子分光の招待講演(代理)を行いました。
2017.9.21. 高柳真君(M1)のYSZ配向膜のプロトン伝導の論文(SSI)が出版されました。
2017.9.21. マニカンダン君(D3)が仙台で開催されたSSDM2017で脳型トランジスタの口頭発表を行いました。
2017.9.11. 磁気でイオンを輸送する新原理のトランジスタ日刊産業新聞(13面)で紹介されました。
2017.9. 8. 磁気でイオンを輸送する新原理のトランジスタ化学工業日報(1面)で紹介されました。
2017.9. 5. 磁気でイオンを輸送する新原理のトランジスタの論文(Sci.Rep.)が出版されました。
2017.9.1. 並木君(M2)、江藤君(B4)、北川君(B4)がグループに加わりました。
2017.6.20. イタリアのパドヴァで開催されたSolid State Ionics (SSI)-21で招待講演を行いました。
2017.6. 1. 高柳真君(M1)のプロトン伝導性YSZ薄膜の光電子分光の論文(TMRSJ)が出版されました。
2017.4.21. 川村欣也君(D1)のTiO2/Pt多層膜を使った脳型メモリの論文(JJAP)が出版されました。
2017.3.28. 原子スイッチの実用化を祝う国際シンポジウムで招待講演を行いました。
今後の予定
2024.7.18. 土屋がロンドンで開催されるSSI-24で口頭発表を行います。
学生募集
NIMSで一緒に研究しましょう! 東京理科大学連携大学院制度(修士・博士)をご利用いただけます。
現在の構成: PD:1名, M2:2名, M1:1名
ポスドク研究員・研究業務員募集 (Recruit Information of Fixed Term Employee)

出版物2004年以降のNIMS所属における研究成果や出版物を表示しています。

会議録
その他の文献

所属学会

日本固体イオニクス学会, 応用物理学会, 電気化学会

受賞履歴

  • MEMRISYS 2021 Best Poster Presentation Award (山口優君) (2023)
  • 2023年秋季 応用物理学会講演奨励賞(並木航さん) (2023)
  • MANA International Symposium 2023 Excellent poster presentation award (並木航さん) (2023)
  • 新学術領域「蓄電固体界面科学」若手勉強会優秀発表賞(高栁真君) (2022)
  • The 23rd International Conference on Solid State Ionics (SSI-23) The Best Poster Award (西岡大貴君) (2022)
  • Applied Physics Express: 2021 Outstanding Reviewer Awards (2022)
  • 電気化学会第89回大会優秀学生講演賞(高栁真君) (2022)
  • MEMRISYS 2021 Excellent Poster Presentation Award (高栁真君) (2021)
  • MANA International Symposium 2019 Excellent poster presentation award (並木航君) (2021)
  • 電気化学会第87回大会優秀学生発表賞(並木航君) (2020)
  • The 22nd International Conference on Solid State Ionics (SSI-22) The Best Poster Award (2019)
  • MANA International Symposium 2019 Excellent poster presentation award (2019)
  • 第14回固体イオニクスセミナー 優秀ポスター賞 (江藤大貴君) (2018)
  • 第26回日本MRS年次大会奨励賞 (川村欣也君) (2017)
  • 第25回日本MRS年次大会奨励賞 (鈴木直哉君) (2016)
  • 電気化学会 田川記念固体化学奨励賞 (2016)
  • MRS Fall Meeting & Exhibit Symposium K Best Poster Award (2014)

外部資金獲得履歴

  • (公財)池谷科学技術振興財団研究助成 (2023)
  • (公財)JFE21世紀財団技術研究助成 (2023)
  • (公財)泉科学技術振興財団研究助成 (2023)
  • 防衛装備庁安全保障技術研究推進制度(タイプC) (2023)
  • (JSTさきがけ)超高速動作イオントロニクスの創成 (2023)
  • (JST-GteX)高安全・長寿命な酸化物型固体電池の開発(チーム型/主たる共同研究者) (2023)
  • (科研費/新学術領域・公募研究)固体イオニクスを基盤とする物性制御デバイスの開発と界面機能の解明 (2022)
  • (科研費/新学術領域・公募研究)固体イオニクス現象を利用する物性制御デバイスの開発と動作機構の解明 (2020)
  • (公財)矢崎科学技術振興記念財団一般研究助成 (2020)
  • (公財)日立財団倉田奨励金 (2020)
  • (科研費/基盤C)固固界面の電気二重層の解析:固体電気二重層デバイスは本当に実現可能か? (2019)
  • (公財)村田学術振興財団研究助成 (2019)
  • (一財)材料科学技術振興財団研究助成 (2018)
  • (科研費/若手B)トランジスタ構造におけるナノイオニクス現象を利用した不揮発性メモリーの高性能化 (2016)
ナノアーキテクトニクス材料研究センター
タイトル

イオニクス脳型情報処理技術の開発

キーワード

イオニクス,ニューロモルフィックコンピューティング,物理リザバーコンピューティング,固体電解質,電気二重層

概要

近年、ソフトウェアの進歩による機械学習の活用が拡がりあらゆる社会活動の様式が変化しつつある一方、膨大な電力消費が深刻な社会問題となっている。ソフトウェア改良だけで改善するには限界があるため、脳神経の働きをハードウェアで模擬して消費電力を低減する「ニューロモルフィック(神経模擬)コンピュータ」の研究開発が精力的に行われているが、エネルギー効率が低く計算性能も十分でないことが課題である。NIMSは、固体材料中のイオンと電子の振舞(イオニクス)を利用して「カオスの縁」と呼ばれる脳の特徴を再現することで情報処理を行う高性能AI技術の開発を行っている。

新規性・独創性

イオニクスを利用して秩序とカオス(混沌、無秩序)の境界付近の「カオスの縁」を実現
小型素子の中で世界最高の予測性能
厚さ数ナノメートル程の電気二重層の利用による微小デバイス・3次元高集積回路の可能性
固体電解質や固固界面の精密制御による高速イオン・電子ダイナミクスの達成
画像・人物・音声・匂いなどの分類や将来予測が可能な低消費電力エッジAI端末機器への応用

内容

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Li+イオンを伝導するリチウム固体電解質薄膜とダイヤモンド単結晶を積層した界面近傍のイオンと電子の振舞いを利用して「カオスの縁」状態を発現させ、高い情報処理機能を示す小型素子を開発した。この素子は固体電解質/ダイヤモンド界面に形成される電気二重層の充放電によってダイヤモンド表面の電子キャリア密度が変化することで電気抵抗が変化する電気二重層トランジスタの原理で動作する。この素子に、情報処理が必要な時系列データを電圧パルス列として入力すると、先述の電気二重層の充放電によってダイヤモンド表面を流れる電流(ドレイン電流)が刻一刻と変化する。この際、Li+イオンと電子の輸送がお互いに影響を及ぼし合って複雑に振舞い、無数のニューロンが互いにフィードバックしあう脳神経に近い状況が生まれる。実際に、脳神経の電気応答に見られる様なスパイクや緩和を伴う、複雑・多様な電気応答を出力することがわかった。そこで、この素子を「物理リザバー」に用い、情報処理に応用した(物理リザバーコンピューティング)。物理リザバーコンピューティングとはニューロモルフィックコンピューティングの一種である。性能試験に用いられる二次非線形変換タスクでこの素子の情報処理性能(予測誤差)を評価したところ、2.08×10-4という非常に小さな値(高い予測精度)が得られた。これは、スピントルク振動子やメモリスタを用いた報告よりも数倍から1桁程度高い精度であり、小型素子の中で世界最高性能が得られた。スマートウォッチや監視カメラ、音声センサーなどの各種センサーとの組合せにより医療、防災、製造などの幅広い産業で利用できる低消費電力エッジAI端末機器への応用が期待される。

まとめ

固体電解質/ダイヤモンド界面に脳の特徴を模倣させることで高性能な脳型情報処理を行う新技術が得られた。電気二重層という厚さ数ナノメートル程の微小空間を利用して高性能を得られることは実用上の大きなメリットである。動作速度や予測精度、素子体積にはまだ改善の余地があるものの、これらを解決しSociety5.0実現に向けた社会実装を目指す。

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