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• 固体中のイオンの动き制御により生体神経组织の动作を模倣できる低消费电力な素子を実証
• ゆっくりとした素子动作でありながら高効率な情报処理を実现できることを明らかに
• 非常に小さな电力で动作するエッジデバイスへの活用に期待

国立研究開発法人 産業技術総合研究所（以下「産総研」という）電子光基礎技術研究部門 強相関エレクトロニクスグループ、井上　悠 研究員、井上　公 上級主任研究員と、国立大学法人 東京大学、国立大学法人 九州大学、兵庫県公立大学法人 兵庫県立大学、国立大学法人 名古屋工業大学は共同で、生体神経組織^※の动作を模倣する低消费电力なトランジスタ^※の动作実証に成功しました。

生物の脳は生活环境での遅い入力信号を効率よく処理することを得意とします。こうした特徴（ゆっくり动作、超低消费电力）を人工素子で模倣することで、超低消费电力な情报処理に道を拓けると考えられますが、これまで両者の特徴を両立させるのは困难でした。今回、固体中に存在する电荷を持ったイオンを巧みに制御することによって、入力信号をゆっくりと时间変化する出力信号に変换する新概念のトランジスタを开発しました。チタン酸ストロンチウムをチャネルに用いたこの惭翱厂トランジスタ^※は、イオン制御を动作原理とすることでシリコンを用いた従来の惭翱厂トランジスタと比べて100万倍以上もゆっくりと动作するという特徴を持ちます。そして、500&苍产蝉辫;辫奥という非常に小さな电力で动作できることを実証しました。非常に长い时定数（入力电圧に対して出力电流が変化する时间スケール）を持つ生体神経组织の动作を模倣できるこのトランジスタの动作実証は、生体のように超低消费电力で复雑な学习と推论ができるエッジデバイス^※の実现に贡献します。

なお、この技術の詳細は、2024年11月27日（米国東部時間）に「Advanced Materials」に掲載されました。

※生体神経组织
生体で情报伝达や判断、筋肉を动かす机能などを担う组织の総称。代表的なものにニューロンと呼ばれる细胞があり、これらの组织が复雑なネットワークを构成することで生体のさまざまな机能を担う。&苍产蝉辫;

※トランジスタ
外部から入力した电圧や电流に応じて、素子を流れる电流を制御するスイッチング素子。パーソナルコンピューターやスマートフォンなどに含まれる中央情报処理装置はトランジスタを最小构成要素として构成されている。&苍产蝉辫;

※惭翱厂トランジスタ
Metal Oxide Semiconductorトランジスタの略称で、トランジスタのうち、金属、酸化物絶縁体、半導体で構成されるものの総称。半導体として一般的にはシリコンが用いられる。ソース電極、ドレイン電極、ゲート電極という3つの電極を持ち、ソース電極とゲート電極の間に印加する電圧に応じて、ソース電極とドレイン電極の間に流れる電流が変化する。

※エッジデバイス
スマートフォンやスマートウォッチなど、情报処理ネットワークの末端で动作する情报処理装置の総称。携帯性やどこでも使えるという性质を持たせるために、小型化や低消费电力化が求められる。

掲載誌：Advanced Materials
論文タイトル：Taming Prolonged Ionic Drift-Diffusion Dynamics for Brain-Inspired Computation
著者：Hisashi Inoue, Hiroto Tamura, Ai Kitoh, Xiangyu Chen, Zolboo Byambadorj, Takeaki Yajima, Yasushi Hotta, Tetsuya Iizuka, Gouhei Tanaka, Isao H. Inoue
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