JPH04368696A - High-polymer thin-film laminate and optical bistable element and neuron element - Google Patents

High-polymer thin-film laminate and optical bistable element and neuron element

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JPH04368696A
JPH04368696A JP14466191A JP14466191A JPH04368696A JP H04368696 A JPH04368696 A JP H04368696A JP 14466191 A JP14466191 A JP 14466191A JP 14466191 A JP14466191 A JP 14466191A JP H04368696 A JPH04368696 A JP H04368696A
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JP
Japan
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polymer
light
chemical formula
optical
group
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Pending
Application number
JP14466191A
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Japanese (ja)
Inventor
Akio Takimoto
昭雄 滝本
Masaaki Suzuki
正明 鈴木
Kuni Ogawa
小川 久仁
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Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Publication date
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Publication of JPH04368696A publication Critical patent/JPH04368696A/en
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Abstract

PURPOSE:To obtain the optical computing element which has necessary optical switching characteristics, executes processing in parallel at a high speed, and is stable and uniform by alternately laminating >=2 kinds of high polymers contg. specific repeating units in thickness unit above the single molecule in such a manner that the axis of the molecular chains parallels with the substrate surface. CONSTITUTION:A transparent conductive electrode 102 consisting of ITO, SnOX, etc., is provided on a transparent insulating substrate 101 consisting of glass, etc. The high polymer contg. the repeating units expressed by formula (where n>=2, X is >=1 groups of O, S, Se, and Te, Y is an arom. or substd. arom. group, Z is a group contg. an imide ring) is used thereon. The transparent conductive electrode 104 is provided on the high-polymer thin films 103 formed by alternately laminating >=2 kinds of such high polymers in the thickness unit of the single molecular or above in such a manner that the axis of the molecular chains parallels with the substrate 101 surface. The optical computing element which yields exit light 109 obtd. by modulating incident light 108 by an external power source 106, executes the processing at a high speed in parallel and is stable and uniform is obtd. in this way.

Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

【0001】0001

【産業上の利用分野】本発明は、特定の高分子薄膜積層
体、及びこれを用いた光演算装置に用いられる空間光変
調素子並び光双安定素子、光情報によってニューラルネ
ットワークを構成するための光ニューロン素子に関する
ものである。
[Industrial Application Field] The present invention relates to a specific polymer thin film laminate, a spatial light modulation element and an optical bistable element used in an optical processing device using the same, and a method for constructing a neural network using optical information. This relates to optical neuron devices.

【0002】0002

【従来の技術】近年、光の並列性、高速性、多重性を利
用して、電子を情報媒体とした演算システムに代わり光
を情報媒体とする研究、開発が報告されている。一方情
報処理に於けるアーキテクチュアーの分野においても、
従来のノイマン型の演算方法が不得手とする、画像認識
、曖昧処理に対して神経細胞群の行っている情報処理手
段を取り入れたニューラルネットワークの研究開発報告
も多い。いづれの分野においても、その鍵を握るのは、
電子情報処理のための素子シリコントランジスタに変わ
る情報処理のための素子である。我々は光演算を種々の
素子を用いることでニューラルネットワークを構成する
ことを提案してきた。例えば神経細胞(以下ニューロン
と称する)で行われている多入力情報の和算、閾値処理
を同時に光の並列処理で行う素子として、下記のような
提案を行っている。 (1)アモルファスシリコン受光層と強誘電液晶層を組
み合わせたニューロン素子(特願平3−001145号
、同3−001146号)。 (2)光導電性ポリイミド受光層と強誘電液晶層を組み
合わせた空間光変調素子(特願平2−73777号)。 (3)受光層と有機発光素子を組み合わせた光ニューラ
ルネットワーク素子(特願平2−335909号)。
2. Description of the Related Art In recent years, there have been reports of research and development that utilizes the parallelism, high speed, and multiplicity of light to use light as an information medium in place of arithmetic systems that use electrons as an information medium. On the other hand, in the field of architecture in information processing,
There are many research and development reports on neural networks that incorporate information processing methods performed by neuronal groups for image recognition and ambiguity processing, which conventional Neumann-type calculation methods are weak at. In any field, the key is
An element for electronic information processing This is an element for information processing that replaces a silicon transistor. We have proposed constructing a neural network by using various elements for optical calculation. For example, we have proposed the following as an element that simultaneously performs summation and threshold processing of multiple input information, which are performed in nerve cells (hereinafter referred to as neurons), using parallel processing of light. (1) Neuron device combining an amorphous silicon light-receiving layer and a ferroelectric liquid crystal layer (Japanese Patent Application Nos. 3-001145 and 3-001146). (2) A spatial light modulator that combines a photoconductive polyimide light-receiving layer and a ferroelectric liquid crystal layer (Japanese Patent Application No. 73777/1999). (3) Optical neural network device combining a light-receiving layer and an organic light-emitting device (Japanese Patent Application No. 335909/1999).

【0003】また別の方法として、下記も提案されてい
る。 (4)  超格子半導体材料(以下MQWと称する)を
用いた現在提案されている素子の中に、例えばSEED
(Self−Electro  Optic  Eff
ect  Device)がある(ジャーナル・オブ・
アプライド・フィジクス・レター・45、1984年、
13頁)。この素子は定電圧電源と直列抵抗がMQWを
含むダイオードに接続された構造を有し、光電効果と励
起子シュタルク効果を組み合わせている。
The following method has also been proposed as another method. (4) Among currently proposed devices using superlattice semiconductor materials (hereinafter referred to as MQW), for example, SEED
(Self-Electro Optic Eff
ect Device) (Journal of
Applied Physics Letters 45, 1984,
(page 13). This element has a structure in which a constant voltage power supply and a series resistor are connected to a diode including an MQW, and combines the photoelectric effect and the exciton Stark effect.

【0004】0004

【発明が解決しようとする課題】光を情報媒体として並
列演算可能なシステムを構築する場合、各演算に必要な
光エネルギーが重要な要素の一つである。光演算素子間
を接続する光インターコネクションの方法によって要求
は異なるが、ニューラルネットワークの場合、同一平面
上に2次元に並んだニューロンに相当する光演算素子を
別の平面に並ぶニューロンと光結線する必要がある。光
結線をレンズによって空間を使う場合、光エネルギーの
空間への散逸が大きい。よって各ニューロンに相当する
光演算素子は低エネルギーの駆動が望ましい。またニュ
ーロンにおいては光による学習結果を記憶する能力を持
つことを望まれる。この観点から我々の提案した前記光
素子(1)、(2)、(3)はいずれも光エネルギーは
μJ/cm2 と(4)のfJ/cm2 に較べ著しく
大きい。また光素子(1)、(2)、(3)は並列に和
算、閾値処理を施す機能素子であるが、例えば閾(しき
い)値等、ニューロン個別に学習後の設定値を記憶させ
る機能はない。一方(4)は状態の一時記憶の機能を有
し、光メモリとしても検討されている。しかし光素子(
4)は製造方法が容易ではなく、大規模なニューロン数
を持つ光ニューラルネットワーク、あるいは超並列論理
演算システムの構築には大きな困難が予測される。
When constructing a system that can perform parallel operations using light as an information medium, one of the important factors is the light energy required for each operation. Requirements differ depending on the method of optical interconnection between optical processing elements, but in the case of neural networks, optical processing elements corresponding to neurons arranged two-dimensionally on the same plane are optically connected to neurons arranged on another plane. There is a need. When a space is used for optical connection using a lens, a large amount of light energy is dissipated into the space. Therefore, it is desirable to drive the optical arithmetic element corresponding to each neuron with low energy. It is also desired that neurons have the ability to memorize the results of learning by light. From this point of view, the optical elements (1), (2), and (3) that we have proposed all have a light energy of μJ/cm2, which is significantly larger than fJ/cm2 of (4). In addition, optical elements (1), (2), and (3) are functional elements that perform summation and threshold processing in parallel, but for example, they store set values such as threshold values after learning for each neuron. There is no function. On the other hand, (4) has a function of temporarily storing the state, and is also being considered as an optical memory. However, the optical element (
4) is not easy to manufacture, and it is expected that it will be very difficult to construct an optical neural network with a large number of neurons or a massively parallel logic operation system.

【0005】本発明は、前記従来技術の課題を解決する
ため、光演算システムに必要な光スイッチング特性を持
ち、並列で高速に処理する安定で均一な高分子薄膜、光
双安定素子及び光ニューロン素子光演算素子を提供する
ことを目的とする。
[0005] In order to solve the problems of the prior art, the present invention provides a stable and uniform polymer thin film, an optical bistable element, and an optical neuron, which have optical switching characteristics necessary for an optical calculation system and can perform high-speed processing in parallel. The object of the present invention is to provide an optical arithmetic element.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
、本発明の高分子薄膜積層体は、一般式(化1)で示さ
れる繰り返し単位を含む高分子層が形成されている薄膜
であって、前記薄膜は基板面に対して分子鎖軸が実質的
に平行になるように単分子以上の厚みで2種類以上交互
に積層されていることを特徴とする。
[Means for Solving the Problems] In order to achieve the above object, the polymer thin film laminate of the present invention is a thin film in which a polymer layer containing a repeating unit represented by the general formula (Chemical formula 1) is formed. The thin film is characterized in that two or more types of thin films are alternately laminated with a thickness of a single molecule or more so that the molecular chain axis is substantially parallel to the substrate surface.

【0007】[0007]

【化1】[Chemical formula 1]

【0008】次に本発明の光双安定素子は、基板の上に
下部電極を備え、その上に前記一般式(化1)で示され
る繰り返し単位を含む高分子が、基板面に対して分子鎖
軸が実質的に平行になるように単分子以上の厚みで、2
種類以上交互に積層されている高分子薄膜積層体を少な
くとも含み、上部に透明電極が積層されているという構
成を備えたものである。
Next, the optical bistable device of the present invention is provided with a lower electrode on the substrate, on which a polymer containing a repeating unit represented by the general formula (Chemical formula 1) is arranged so that the molecules are aligned with respect to the substrate surface. 2 with a thickness of more than a single molecule so that the chain axes are substantially parallel.
It includes at least a laminate of polymer thin films alternately laminated in different types, and has a structure in which a transparent electrode is laminated on top.

【0009】前記光双安定素子の構成においては、前記
一般式(化1)で示される繰り返し単位を含む高分子積
層体と他の受光層が積層されていることが好ましい。次
に本発明の光ニューロン素子は、基板の上に下部電極を
備え、その上に前記一般式(化1)で示される繰り返し
単位を含む高分子が基板面に対して実質的に分子鎖軸が
平行になるように単分子以上の厚みの単位で、2種類以
上交互に積層されている高分子薄膜積層体と、その上部
に互いに電気的に結線のない電極を1個以上設け、更に
受光層を積層し、最上部に透明電極を積層されていると
いう構成を備えたものである。
[0009] In the structure of the optical bistable element, it is preferable that a polymer laminate containing a repeating unit represented by the general formula (Formula 1) and another light-receiving layer are laminated. Next, the photoneuron device of the present invention is provided with a lower electrode on a substrate, and a polymer containing a repeating unit represented by the general formula (Chemical formula 1) is placed on the lower electrode so that the molecular chain axis is substantially aligned with respect to the substrate surface. A polymer thin film laminate in which two or more types of polymer thin films are alternately laminated in units of thickness equal to or larger than a single molecule so that the rays are parallel to each other, and one or more electrodes that are not electrically connected to each other are provided on top of the laminate, and a light-receiving It has a structure in which layers are laminated and a transparent electrode is laminated on top.

【0010】前記光双安定素子または光ニューロン素子
の構成においては、受光層が前記一般式(化1)で示さ
れる繰り返し単位を含む高分子であることが好ましい。
In the configuration of the optical bistable device or the optical neuron device, the light-receiving layer is preferably a polymer containing a repeating unit represented by the general formula (Formula 1).

【0011】[0011]

【作用】前記本発明の高分子薄膜積層体の構成によれば
、一般式(化1)で示される繰り返し単位を含む高分子
は光導電性高分子であり、光電効果を有するとともに、
MQWを形成することも可能になる。
[Function] According to the configuration of the polymer thin film laminate of the present invention, the polymer containing the repeating unit represented by the general formula (Chemical formula 1) is a photoconductive polymer and has a photoelectric effect, and
It also becomes possible to form an MQW.

【0012】すなわち、一般式(化1)で示される繰り
返し単位を含む高分子は、各分子鎖が密に重なった結晶
状態になると隣接間の電子軌道が重なり光学的吸収端、
電荷移動度が大きく変化する(特願平2−74971号
)。また高分子の光学的吸収端は高分子の化学構造に依
って結晶状態で異なった値を示す。前記SEEDは定電
圧電源と直列抵抗がMQWを含むダイオードに接続され
た構造を有し、(1)光電効果と(2)励起子シュタル
ク効果を組み合わせている。我々の提案した一般式(化
1)で示される繰り返し単位を含む高分子は、光導電性
高分子であり(1)の光電効果を有する。一方MQWは
光学的吸収端の異なる2種類の半導体材料を異種間に結
晶成長させ、積層構造させることで量子効果を発現させ
たものである。通常数十オングストローム毎に異種の半
導体材料を交互に積層エピタキシャル成長させる。 一般式(化1)で示される繰り返し単位を含む高分子は
、気液界面展開成膜法によって原子層単位で成膜制御可
能である。とくに好ましくは、ラングミュア−ブロジェ
ット法(以下LB法と称する)により基板面に積層すれ
ばピンホールの少ない高分子薄膜が得られる。よって異
なった光学的吸収端を有する(化1)に示される繰り返
し単位を含む高分子膜を交互に積層且つ結晶状態を保持
することでMQWを形成することが可能となる。とくに
高分子がポリイミドである場合、下記の特徴を有する。 (1)一般式(化1)のXが異なることで著しく光学的
吸収端が変化する。 (2)Xのみの変化では結晶系が同一であり、異種間結
晶成長が容易である。 (3)気液界面展開成膜法によって均一な多層膜ができ
る。 (4)Z及びY、nの選択で光スイッチングの入力光波
長が変化させることができる。
That is, when a polymer containing a repeating unit represented by the general formula (Chemical formula 1) is in a crystalline state in which each molecular chain overlaps closely, the electron orbits between adjacent ones overlap, resulting in an optical absorption edge,
The charge mobility changes significantly (Japanese Patent Application No. 74971/1999). Furthermore, the optical absorption edge of a polymer exhibits different values in its crystalline state depending on the chemical structure of the polymer. The SEED has a structure in which a constant voltage power supply and a series resistor are connected to a diode including an MQW, and combines (1) the photoelectric effect and (2) the exciton Stark effect. The polymer containing the repeating unit represented by the general formula (Chemical formula 1) that we proposed is a photoconductive polymer and has the photoelectric effect (1). On the other hand, MQW is a material that exhibits a quantum effect by growing crystals of two types of semiconductor materials with different optical absorption edges and creating a stacked structure. Typically, different types of semiconductor materials are epitaxially grown alternately in layers every several tens of angstroms. A polymer containing a repeating unit represented by the general formula (Chemical formula 1) can be controlled to form a film on an atomic layer basis by a gas-liquid interface deposition method. Particularly preferably, a thin polymer film with few pinholes can be obtained by laminating the polymer on the substrate surface by the Langmuir-Blodgett method (hereinafter referred to as LB method). Therefore, it is possible to form an MQW by alternately laminating polymer films containing repeating units shown in (Chemical formula 1) having different optical absorption edges and maintaining the crystalline state. In particular, when the polymer is polyimide, it has the following characteristics. (1) The optical absorption edge changes significantly due to the difference in X in the general formula (Chemical formula 1). (2) When only X is changed, the crystal system remains the same, and interspecies crystal growth is easy. (3) A uniform multilayer film can be produced by the gas-liquid interfacial deposition method. (4) The wavelength of input light for optical switching can be changed by selecting Z, Y, and n.

【0013】なお分子間隔は代表値としては5オングス
トロームであり、各数層積層することで形成できる。光
双安定素子は、高分子自身の光電効果と上記方法で成膜
してできる高分子のMQW構造による励起子シュタルク
効果で動作することになる。代表的素子構造を図1に示
す。素子構造は単純に透明電極間にこの高分子薄膜を挟
めばよい。
The molecular spacing is typically 5 angstroms, and can be formed by laminating several layers. The optical bistable device operates by the photoelectric effect of the polymer itself and the exciton Stark effect due to the MQW structure of the polymer formed by the above method. A typical device structure is shown in FIG. The device structure can be achieved by simply sandwiching this polymer thin film between transparent electrodes.

【0014】ニューラルネットワークを構成する場合、
各ニューロンに相当する光ニューロン素子の代表例を図
2に示した。基本構造は多入力の光入射を受けて光和算
を実現するための受光層と発生した電荷を集めるための
共通電極を、光のスイッチング層となる前記高分子薄膜
の積層である。なお、受光層は同様に一般式(化1)で
示される繰り返し単位を含む高分子で形成することがで
きる。この受光層は他の成膜方法、例えば塗布法、蒸着
法、スピンコート法などであってよい。よって比較的容
易な方法で光和算、閾値処理する光機能素子を製作でき
る。また同一の分子構造系統を有する材料から構成され
るため、各層間での接合における電荷蓄積等の特有の問
題はない。
[0014] When configuring a neural network,
A representative example of the optical neuron element corresponding to each neuron is shown in FIG. The basic structure is a stack of the above-mentioned polymeric thin film, which serves as a light-switching layer, and a light-receiving layer for realizing light summation upon receiving multiple input light inputs, and a common electrode for collecting generated charges. Note that the light-receiving layer can be similarly formed of a polymer containing a repeating unit represented by the general formula (Formula 1). This light-receiving layer may be formed by other film-forming methods, such as a coating method, a vapor deposition method, or a spin coating method. Therefore, an optical functional element that performs optical summation and threshold processing can be manufactured using a relatively easy method. Furthermore, since it is composed of materials having the same molecular structure, there is no problem peculiar to charge accumulation in the junctions between the layers.

【0015】[0015]

【実施例】本発明の実施例について、図面を参照しなが
ら説明する。図1に本発明の光双安定性素子の一実施例
の断面図を示す。素子の構成は、透明絶縁性基板101
(例えばガラス)上に透明導電性電極102(例えばI
TO、SnOx )があり、一般式(化1)で示される
繰り返し単位を含む高分子を基板面に対して分子鎖軸が
平行になるように単分子以上の厚みの単位で、2種類以
上交互に積層される高分子薄膜103が積層され、上部
電極として透明導電性電極104を設ける。透明導電性
電極102と104は負荷抵抗105と外部電源106
を介して結ばれる。一方の電極側より入射光108が入
ると他方より変調を受けた出射光109が出る。
Embodiments Examples of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 shows a cross-sectional view of an embodiment of the optical bistable device of the present invention. The structure of the element is as follows: a transparent insulating substrate 101
transparent conductive electrode 102 (e.g. I
TO, SnOx ), two or more types of polymers containing repeating units represented by the general formula (Chemical formula 1) are alternately prepared in units of thickness greater than a single molecule so that the molecular chain axis is parallel to the substrate surface. A thin polymer film 103 is laminated on the substrate, and a transparent conductive electrode 104 is provided as an upper electrode. Transparent conductive electrodes 102 and 104 are connected to a load resistor 105 and an external power source 106
connected through. When incident light 108 enters from one electrode side, modulated output light 109 exits from the other side.

【0016】図2に素子の構成として受光層を有する光
閾値素子の場合の一実施例の断面図を示す。透明絶縁性
基板201上に透明導電性電極202があり、一般式(
化1)で示される繰り返し単位を含む高分子を基板面に
対して分子鎖軸が平行になるように単分子以上の厚みの
単位で、2種類以上交互に積層される高分子薄膜203
が積層され、更に受光層204が積層される。上部電極
として透明導電性電極205を設ける。透明導電性電極
202と205は外部電源206を介して結ばれる。 受光層側の電極205より入射する光は受光層204で
吸収され電圧降下によって光変調の制御光207と、変
調を受ける入力光208からなる。電極202からは変
調を受けた出力光209が出射される。尚高分子層20
3と受光層204との間に光反射のための誘電体層を設
けてもよい。この場合は、入力光208は出力光209
と同じく電極202より入射する。
FIG. 2 shows a cross-sectional view of an example of a light threshold device having a light-receiving layer as the structure of the device. There is a transparent conductive electrode 202 on a transparent insulating substrate 201, and the general formula (
A polymer thin film 203 in which two or more kinds of polymers containing repeating units represented by chemical formula 1) are alternately laminated in units of thickness equal to or larger than a single molecule so that the molecular chain axis is parallel to the substrate surface.
are laminated, and further a light-receiving layer 204 is laminated. A transparent conductive electrode 205 is provided as the upper electrode. Transparent conductive electrodes 202 and 205 are connected via an external power source 206. Light incident from the electrode 205 on the light-receiving layer side is absorbed by the light-receiving layer 204 and consists of a control light 207 that is optically modulated by a voltage drop and an input light 208 that is modulated. Modulated output light 209 is emitted from the electrode 202 . Polymer layer 20
A dielectric layer for light reflection may be provided between the light-receiving layer 204 and the light-receiving layer 204 . In this case, the input light 208 is the output light 209
Similarly, the light is incident from the electrode 202.

【0017】図3に、素子構成として受光層上に透明導
電性電極が各々電気的に独立して配置されるニューロン
電極を有する光ニューロン素子の一実施例の断面図を示
す。透明絶縁性基板301上に透明導電性電極302が
あり、一般式(化1)で示される繰り返し単位を含む高
分子を基板面に対して分子鎖軸が平行になるように単分
子以上の厚みの単位で、2種類以上交互に積層される高
分子薄膜303が積層される。この層上にニューロン電
極304を設ける。更に受光層305が積層される。上
部電極として透明導電性電極306を設ける。各々のニ
ューロン電極には多数の制御光307によって、この電
極上の受光層で発生した電荷が集められ、光入力強度の
総和に応じて電圧が高分子薄膜303に印加される。そ
の結果入力光308は高分子層303で変調を受けて出
力光309として出力される。ニューロン電極は透明導
電膜であってもよいし、反射層を兼ねる金属層であって
もよい。
FIG. 3 shows a cross-sectional view of an embodiment of a photoneuron device having neuron electrodes in which transparent conductive electrodes are electrically independently arranged on a light-receiving layer. A transparent conductive electrode 302 is provided on a transparent insulating substrate 301, and a polymer containing a repeating unit represented by the general formula (Chemical formula 1) is deposited to a thickness of at least a single molecule so that the molecular chain axis is parallel to the substrate surface. Two or more types of polymer thin films 303 are stacked alternately in units of . Neuron electrodes 304 are provided on this layer. Furthermore, a light-receiving layer 305 is laminated. A transparent conductive electrode 306 is provided as the upper electrode. Charges generated in the light-receiving layer on each neuron electrode are collected by a large number of control lights 307, and a voltage is applied to the polymer thin film 303 according to the sum of the light input intensity. As a result, input light 308 is modulated by polymer layer 303 and output as output light 309. The neuron electrode may be a transparent conductive film or a metal layer that also serves as a reflective layer.

【0018】一般式(化1)で示される繰り返し単位を
含む高分子としては、一般式(化1)のY:芳香族或は
置換芳香族には以下のものが例として上げられる。ベン
ゼン、アントラセン、ナフタレン、ピレン、ペリレン、
ナフタセン、ベンゾアントラセン、ベンゾフェナントレ
ン、クリセン、トリフェニレン、フェナントレン等の縮
合多環炭化水素及びその置換誘導体、アントラキノン、
ジベンゾピレンキノン、アントアントロン、イソビオラ
ントロン、ピラントロン等の縮合多環キノン及びその置
換誘導体、無金属フタロシアニン、銅、鉛、ニッケル、
アルミニウム等の金属を含む金属フタロシアニン、イン
ジゴ、チオインジゴ等、及びこれらの誘導体である。
Examples of polymers containing repeating units represented by the general formula (Formula 1) include the following where Y in the general formula (Formula 1) is aromatic or substituted aromatic. Benzene, anthracene, naphthalene, pyrene, perylene,
Condensed polycyclic hydrocarbons such as naphthacene, benzanthracene, benzophenanthrene, chrysene, triphenylene, phenanthrene and substituted derivatives thereof, anthraquinone,
Condensed polycyclic quinones and substituted derivatives thereof such as dibenzopyrenequinone, anthantrone, isoviolanthrone, pyrantrone, metal-free phthalocyanine, copper, lead, nickel,
Metal phthalocyanines containing metals such as aluminum, indigo, thioindigo, etc., and derivatives thereof.

【0019】下記に示す(化2)〜(化6)は一般式(
化1)において(X、Y)が(S,ベンゼン環)の(化
2)、(Se、ベンゼン環)の(化3)、(S、ナフタ
レン環)の(化4)、(S,アントラセン環)の(化5
)、(S,ペリレン環)の(化6)である。
(Chemical formula 2) to (Chemical formula 6) shown below are represented by the general formula (
In chemical formula 1), (X, Y) is (S, benzene ring) (Chemical formula 2), (Se, benzene ring) (Chemical formula 3), (S, Naphthalene ring) (Chemical formula 4), (S, Anthracene ring) ring) of (chemical formula 5
), (S, perylene ring) (Chemical formula 6).

【0020】下記に示す(化7)〜(化13)はカルボ
ン酸酸成分の例である。3,3´,4,4´−ベンゾフ
ェノンテトラカルボン酸二無水物の(化7)、3,3´
,4,4´−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物の(
化8)、1,1´,5,5´−ビフェニルテトラカルボ
ン酸二無水物の(化9)、ナフタレン−1,4,5,8
− テトラカルボン酸二無水物の(化10)、ナフタレ
ン−2,3,6,7− テトラカルボン酸二無水物の(
化11)、ペリレン−3,4,9,10−テトラカルボ
ン酸二無水物の(化12)である。
The following (Chemical formulas 7) to (Chemical formulas 13) are examples of carboxylic acid components. 3,3',4,4'-benzophenonetetracarboxylic dianhydride (Chemical formula 7), 3,3'
,4,4'-biphenyltetracarboxylic dianhydride (
Chemical formula 8), 1,1',5,5'-biphenyltetracarboxylic dianhydride (chemical formula 9), naphthalene-1,4,5,8
- Tetracarboxylic dianhydride (Chemical formula 10), naphthalene-2,3,6,7-tetracarboxylic dianhydride (
Chemical formula 11) and perylene-3,4,9,10-tetracarboxylic dianhydride (chemical formula 12).

【0021】[0021]

【化2】[Case 2]

【0022】[0022]

【化3】[C3]

【0023】[0023]

【化4】[C4]

【0024】[0024]

【化5】[C5]

【0025】[0025]

【化6】[C6]

【0026】[0026]

【化7】[C7]

【0027】[0027]

【化8】[Chemical formula 8]

【0028】[0028]

【化9】[Chemical formula 9]

【0029】[0029]

【化10】[Chemical formula 10]

【0030】[0030]

【化11】[Chemical formula 11]

【0031】[0031]

【化12】[Chemical formula 12]

【0032】高分子薄膜の厚みはそれぞれ2〜20層、
4〜500オングストロームが望ましく、交互にこれら
を積層した後、全層数10〜2000層、全膜厚は50
〜10000オングストロームが望ましい。
The thickness of each polymer thin film is 2 to 20 layers,
The thickness is preferably 4 to 500 angstroms, and after laminating these layers alternately, the total number of layers is 10 to 2000, and the total film thickness is 50 angstroms.
~10,000 angstroms is desirable.

【0033】以下具体的実施例を説明する。 実施例1 図1の光双安定素子において、透明絶縁性基板101と
してガラス基板を使用し、これに透明導電性電極102
として0.1〜0.5μm厚のITOをスパッタリング
法により成膜する。高分子薄膜103として、(化2)
及び(化3)、(化4)の高分子の中から2種類を数層
交互に積層した。LB法により膜形成するため以下の手
順で成膜した。膜形成に用いたLB法の累積装置の概略
図を図4に示す。
A specific example will be explained below. Example 1 In the optical bistable device shown in FIG.
An ITO film having a thickness of 0.1 to 0.5 μm is formed by sputtering. As the polymer thin film 103, (Chemical formula 2)
Several layers of two types of polymers (Chemical Formula 3) and (Chemical Formula 4) were alternately laminated. In order to form a film by the LB method, the film was formed according to the following procedure. A schematic diagram of the LB method accumulator used for film formation is shown in FIG.

【0034】一般式(化1)のYが酸素の場合の(化2
)はジアミン化合物と芳香族テトラカルボン酸二無水物
の無水ピロメリット酸を1:1の比率で有機溶媒ジメチ
ルアセトアミドに添加し、ポリアミド酸を重合する。 このポリアミド酸をジメチルアセトアミド、ベンゼン1
:1の混合溶媒で1mmol/Lに希釈する。一方LB
法を適用するためにポリアミド酸を長鎖アルキルアミン
との塩形成を行なう。すなわちN,N−ジメチル−n−
ヘキサデシルアミン(以下、C16DMAと称す)をジ
メチルアセトアミド、ベンゼン1:1の混合溶媒で1m
mol/Lに調整する。LB法で気水界面に展開する直
前にポリアミド酸:C16DMA=1:2に調整し、純
水面上に展開する。LB法におけるポリアミド酸単分子
膜の累積条件は、表面圧25dyn/cm、引き上げ速
度3〜10mm/min、室温20℃とした。20層展
開し、膜厚100オングストロームとする。最後にポリ
アミド酸累積膜のイミド化は、化学的イミド化法による
。無水酢酸:ピリジン:ベンゼン=1:1:3の混合液
に基板を12時間浸漬し、ポリイミド累積膜とする。 その後ベンゼンで洗浄し溶媒除去する。この手順によっ
て所定の層数として第1層目が形成される。
When Y in the general formula (Formula 1) is oxygen, (Formula 2)
) adds a diamine compound and pyromellitic anhydride, which is an aromatic tetracarboxylic dianhydride, to an organic solvent dimethylacetamide in a ratio of 1:1 to polymerize polyamic acid. This polyamic acid is dimethylacetamide, benzene 1
: Dilute to 1 mmol/L with a mixed solvent of 1. On the other hand, LB
To apply the method, polyamic acids are salt-formed with long-chain alkyl amines. That is, N,N-dimethyl-n-
1 m of hexadecylamine (hereinafter referred to as C16DMA) in a mixed solvent of dimethylacetamide and benzene 1:1.
Adjust to mol/L. Immediately before spreading on the air-water interface using the LB method, the ratio of polyamic acid:C16DMA is adjusted to 1:2, and the mixture is spread on the pure water surface. The cumulative conditions of the polyamic acid monomolecular film in the LB method were a surface pressure of 25 dyn/cm, a pulling rate of 3 to 10 mm/min, and a room temperature of 20°C. 20 layers are developed to have a film thickness of 100 angstroms. Finally, the polyamic acid cumulative film is imidized by a chemical imidization method. The substrate is immersed in a mixed solution of acetic anhydride:pyridine:benzene=1:1:3 for 12 hours to form a polyimide cumulative film. Thereafter, the solvent is removed by washing with benzene. Through this procedure, the first layer is formed as a predetermined number of layers.

【0035】次にこの第1層面上に第2層目として(化
3)のYがイオウ原子である高分子層を同様の方法で所
定の層数積層する。続いて第3層目は(化2)の高分子
層に戻り再び積層する。この手順を繰り返すことで超格
子構造を形成することができる。
Next, a predetermined number of polymer layers (formula 3) in which Y is a sulfur atom are laminated as a second layer on the surface of the first layer in the same manner. Subsequently, the third layer returns to the polymer layer (Chemical formula 2) and is laminated again. By repeating this procedure, a superlattice structure can be formed.

【0036】光学特性として高分子膜薄膜層103の吸
収特性を図5に示す。(化1)の塗布膜1000オング
ストロームの間に(化2)のLB膜10層500オング
ストロームを挟んだ構造、(化3)のLB膜10層50
0オングストロームを挟んだ構造をそれぞれ示した。比
較としてバルク状態は塗布膜2000オングストローム
の(化2)、(化3)である。LB膜による層状構造は
両者とも超格子構造特有の吸収特性を示し、エネルギー
の飛びとびの位置に井戸構造によるキャリアー閉じ込め
と、励起子のピーク構造がある。よって高分子薄膜によ
って量子井戸構造を形成することを示している。図中単
一井戸構造によるn=1、2、3に相当する量子化され
た準位間の吸収ピークが出現する。また(化2)を量子
井戸とした場合の第1ピークのエネルギーは1.85e
Vで、(化3)を量子井戸とした場合の第1ピークのエ
ネルギーは1.76eVである。これは一般式(化1)
における構造中のヘテロ原子によって吸収帯が変化する
ためであり、原子番号の大きなヘテロ原子を構造中に含
むほどπ電子系が発達して吸収帯は低エネルギー側にシ
フトする。(化2)のLB膜層厚を変化させた場合の吸
収特性変化を図6に示す。(化2)のLB膜厚は10層
500オングストローム、20層1000オングストロ
ーム、40層2000オングストロームとした。図6が
示すように(化2)のLB層厚が小さくなると量子効果
が顕著になることを示し、また階段状よりむしろピーク
を持つことから励起子効果が見られる。図7に(化1)
3層15オングストローム、(化3)10層50オング
ストロームからなる井戸数の異なった高分子薄膜の吸収
特性を示す。井戸数の増加に依って(化1)のエネルギ
ー障壁を越えて井戸の準位同士がトンネル効果で相互作
用して準位の分裂が起こることを示している。
As an optical characteristic, the absorption characteristic of the thin polymer film layer 103 is shown in FIG. Structure in which 10 layers of 500 angstroms of LB film of (Chemical formula 2) are sandwiched between 1000 angstroms of coating film of (Chemical formula 1), 10 layers of LB film of (Chemical formula 3) 50
Structures sandwiching 0 angstrom are shown respectively. For comparison, the bulk state is (Chemical formula 2) and (Chemical formula 3) with a coating film of 2000 angstroms. Both of the layered structures formed by the LB film exhibit absorption characteristics unique to a superlattice structure, with carrier confinement due to a well structure and an exciton peak structure at positions where energy jumps. This indicates that a quantum well structure is formed by a polymer thin film. In the figure, absorption peaks between quantized levels corresponding to n=1, 2, and 3 due to the single well structure appear. Also, when (Chemical formula 2) is used as a quantum well, the energy of the first peak is 1.85e
V, the energy of the first peak when (Chemical formula 3) is used as a quantum well is 1.76 eV. This is the general formula (chemical formula 1)
This is because the absorption band changes depending on the heteroatom in the structure, and the more a heteroatom with a larger atomic number is included in the structure, the more the π-electron system develops and the absorption band shifts to the lower energy side. FIG. 6 shows the change in absorption characteristics when the LB film layer thickness of (Chemical formula 2) is changed. The LB film thickness of (Chemical formula 2) was 500 angstroms for 10 layers, 1000 angstroms for 20 layers, and 2000 angstroms for 40 layers. As shown in FIG. 6, the quantum effect becomes more pronounced as the LB layer thickness of (Chemical formula 2) becomes smaller, and the exciton effect is seen because it has a peak rather than a step-like shape. In Figure 7 (Chem. 1)
The absorption characteristics of polymer thin films with different numbers of wells, 3 layers of 15 angstroms and (Chemical formula 3) 10 layers of 50 angstroms, are shown. This shows that as the number of wells increases, the energy barrier of (Chemical formula 1) is exceeded and the levels of the wells interact with each other due to the tunnel effect, causing level splitting.

【0037】この(化1)及び(化2)からなる光双安
定素子の光非線形応答特性を調べた。図1の素子構成を
有する光双安定素子を評価した。まず負荷抵抗のない場
合の吸収特性の電界強度依存性を見た。光入力波長は(
化2)の光学的吸収端に相当し、印加電圧のない状態で
の共鳴励起子エネルギーにも相当する1.85eV(6
70nm)とした。図8に印加電圧Vの変化に対する吸
収特性変化を示す。印加電圧の増加に依って励起子状態
が変化し、吸収帯が低エネルギー側にシフトする。 この電界強度変化に対する変化を利用して光非線形応答
特性を実現する方法が図1の構成である。負荷抵抗Rと
高分子薄膜103自身のもつ光導電特性を組み合わせた
場合、光強度の増加で高分子薄膜自身に印加される電界
が示す。良好な閾値特性、スイッチング特性及び双安定
性を示す。よって光による論理回路を構成することが可
能となる。
The optical nonlinear response characteristics of the optical bistable elements formed by these formulas (1) and (2) were investigated. An optical bistable device having the device configuration shown in FIG. 1 was evaluated. First, we looked at the dependence of the absorption characteristics on electric field strength in the case of no load resistance. The optical input wavelength is (
1.85 eV (6
70 nm). FIG. 8 shows changes in absorption characteristics with respect to changes in applied voltage V. As the applied voltage increases, the exciton state changes and the absorption band shifts to the lower energy side. The configuration shown in FIG. 1 is a method for realizing optical nonlinear response characteristics by utilizing changes in response to changes in electric field strength. When the load resistance R and the photoconductive property of the polymer thin film 103 itself are combined, an electric field applied to the polymer thin film itself is shown as the light intensity increases. Shows good threshold characteristics, switching characteristics and bistability. Therefore, it becomes possible to construct a logic circuit using light.

【0038】実施例2 図2の光双安定性素子において受光層204を(化3)
の高分子膜を塗布法によって成膜形成した。成膜方法は
我々が提案した結晶化法による(特願平2−74971
号)。受光層の膜厚は2.0μmとした。制御光207
は(化3)の光感度波長域から短波長の550nm近傍
のLED光とした。図10に制御光の光強度に対する光
双安定素子の光応答特性を示す。制御光強度の増加によ
って光応答に置ける閾値が変化する。制御光207を遮
断した後は、その透過率を維持するメモリー特性を示す
Example 2 In the optical bistable element shown in FIG. 2, the light-receiving layer 204 was
A polymer film was formed using a coating method. The film formation method is based on the crystallization method proposed by us (Patent application No. 2-74971).
issue). The thickness of the light-receiving layer was 2.0 μm. Control light 207
(Chemical formula 3) was used as LED light with a short wavelength of around 550 nm from the photosensitivity wavelength range. FIG. 10 shows the optical response characteristics of the optical bistable element with respect to the optical intensity of the control light. As the control light intensity increases, the threshold value placed on the photoresponse changes. After the control light 207 is blocked, it exhibits a memory characteristic that maintains its transmittance.

【0039】実施例3 図3の光ニューロン素子において、高分子薄膜層302
を実施例1同様(化2)と(化3)の高分子構造を有す
る薄膜層からLB法によって形成した。ニューロン電極
303はITO透明電極を高分子薄膜層に1mm2 面
積に6×6=36個2次元に配置した。さらに受光層と
して実施例1同様(化3)の高分子塗布膜を形成した。 この素子の光演算機能としての光の和算を以下の方法で
確認した。制御光207を波長550nm近傍の緑色L
EDを6×6=36個点灯させて一つのニューロン電極
に照射し、波長670nmの入射光308に対する出射
光309の応答を見た。図11に任意の点灯LEDの組
合せによる光強度に対する応答特性を示す。これから明
らかなように光和算機能が確認される。
Example 3 In the photoneuron device shown in FIG.
Similar to Example 1, a thin film layer having the polymer structures of (Chemical formula 2) and (Chemical formula 3) was formed by the LB method. As the neuron electrodes 303, 6×6=36 ITO transparent electrodes were two-dimensionally arranged in an area of 1 mm 2 on a polymer thin film layer. Furthermore, a polymer coating film similar to Example 1 (Chemical formula 3) was formed as a light-receiving layer. The optical summation function of this device was confirmed using the following method. The control light 207 is green L with a wavelength of around 550 nm.
6×6=36 EDs were turned on to irradiate one neuron electrode, and the response of output light 309 to input light 308 with a wavelength of 670 nm was observed. FIG. 11 shows response characteristics to light intensity for arbitrary combinations of lighting LEDs. As is clear from this, the light sum calculation function is confirmed.

【0040】次にこの光ニューロン素子を使い図12の
ニューラルネットワークシステムを構成し、連想メモリ
を構築した。ニューラルネットワークには直交学習法を
用いており、入射画像121、マイクロレンズアレイ1
22、学習マスクパターン123、本実施例の光ニュー
ロン素子124からなる。なお光ニューロン素子124
においてはニューロン電極は反射層をかねるアルミニウ
ム層とした。入力画像121は6×6のマトリックスで
アルファベット10文字を表示する。各マトリックスエ
レメントは入力信号Xiに相当する。この画像入力は波
長550nmを中心とする可視光を用い、光ニューロン
素子の制御光として機能するように設定した。学習マス
クパターン123は36×36のマトリックスからなり
、直交学習法で求めた8階調表示を透過光強度で表現で
きるように透過率を変化させたフィルムである。各マト
リックスエレメントはシナプス荷重Wijに相当する。 入力画像Xiはマイクロレンズアレイ122で多重展開
され、学習マスク上で像が結像されるため光積演算Wi
j・Xiは学習マスクの透過光で表わせられる。光ニュ
ーロン素子124は6×6のマトリックスであり、各画
素にはマイクロレンズアレイ123で6×6個のマスク
パターンからの透過光が集光されている。各ニューロン
では光ニューロン素子の光和算機能と光非線形応答によ
って(数1)の演算がなされる。
Next, the neural network system shown in FIG. 12 was constructed using this optical neuron element, and an associative memory was constructed. The neural network uses an orthogonal learning method, with an incident image 121 and a microlens array 1.
22, a learning mask pattern 123, and the optical neuron element 124 of this embodiment. Note that the optical neuron element 124
In this study, the neuron electrode was made of an aluminum layer that also served as a reflective layer. The input image 121 displays 10 alphabetic characters in a 6×6 matrix. Each matrix element corresponds to an input signal Xi. This image input uses visible light having a wavelength of 550 nm, and is set to function as control light for the optical neuron element. The learning mask pattern 123 consists of a 36×36 matrix, and is a film whose transmittance is changed so that the 8-gradation display obtained by the orthogonal learning method can be expressed by the intensity of transmitted light. Each matrix element corresponds to a synaptic weight Wij. The input image Xi is multiple-expanded by the microlens array 122, and the image is formed on the learning mask, so the light product calculation Wi
j·Xi is expressed by the transmitted light of the learning mask. The optical neuron element 124 is a 6×6 matrix, and the transmitted light from the 6×6 mask patterns is focused on each pixel by the microlens array 123. In each neuron, the calculation (Equation 1) is performed using the optical summation function of the optical neuron element and the optical nonlinear response.

【0041】[0041]

【数1】[Math 1]

【0042】最終演算結果は読みだし光のニューロン電
極からの反射光分布で出力される。このシステムを用い
てアルファベット10文字の完全パターンの自己想起と
ハミング距離1の不完全パターンの連想に対して100
%の認識率で回答した。
The final calculation result is output as the distribution of light reflected from the neuron electrode of the readout light. Using this system, the self-recollection of a complete pattern of 10 letters of the alphabet and the association of an incomplete pattern with a Hamming distance of 1 were obtained.
Answered with a recognition rate of %.

【0043】[0043]

【発明の効果】本発明の、一般式(化1)で示される繰
り返し単位を含む高分子を基板面に対して分子鎖軸が平
行になるように単分子以上の厚みの単位で、2種類以上
交互に積層される高分子薄膜、およびこれを用いた光双
安定素子、光ニューロン素子は、光演算システムに必要
な光スイッチング特性を持ち、並列で高速に処理する安
定で均一な光演算素子とすることができる。これによっ
て、演算システムには論理演算機、ニューラルネットワ
ーク等が構成できる。また本発明の高分子薄膜、および
これを用いた光双安定素子、光ニューロン素子は、光コ
ンピューティングシステムに適する素子とすることがで
きる。
[Effect of the invention] The polymer containing the repeating unit represented by the general formula (Chemical formula 1) of the present invention is prepared in two types in units of thickness equal to or larger than a single molecule so that the molecular chain axis is parallel to the substrate surface. The above alternately laminated polymer thin films, as well as optical bistable devices and optical neuron devices using the same, have optical switching characteristics necessary for optical processing systems, and are stable and uniform optical processing devices that perform high-speed processing in parallel. It can be done. As a result, a logical arithmetic machine, a neural network, etc. can be configured in the arithmetic system. Furthermore, the polymer thin film of the present invention, and the optical bistable device and optical neuron device using the same, can be used as devices suitable for optical computing systems.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

【図1】本発明の一実施例の光双安定素子の断面図であ
る。
FIG. 1 is a sectional view of an optical bistable device according to an embodiment of the present invention.

【図2】本発明の一実施例の光閾値素子の断面図である
FIG. 2 is a cross-sectional view of an optical threshold device according to an embodiment of the present invention.

【図3】本発明の一実施例の光ニューロン素子の断面図
である。
FIG. 3 is a cross-sectional view of a photoneuron device according to an embodiment of the present invention.

【図4】本発明の一実施例のLB装置の模式図である。FIG. 4 is a schematic diagram of an LB device according to an embodiment of the present invention.

【図5】本発明の実施例1の化学構造の異なる高分子薄
膜の吸収特性図である。
FIG. 5 is an absorption characteristic diagram of polymer thin films with different chemical structures according to Example 1 of the present invention.

【図6】本発明の実施例1の量子井戸構造の異なる高分
子薄膜の吸収特性図である。
FIG. 6 is an absorption characteristic diagram of polymer thin films with different quantum well structures according to Example 1 of the present invention.

【図7】本発明の実施例1の量子井戸数の異なる高分子
薄膜の吸収特性図である。
FIG. 7 is an absorption characteristic diagram of polymer thin films having different numbers of quantum wells according to Example 1 of the present invention.

【図8】本発明の実施例1の高分子薄膜の異なった印加
電圧に対する吸収特性の変化図である。
FIG. 8 is a diagram showing changes in absorption characteristics of the polymer thin film of Example 1 of the present invention with respect to different applied voltages.

【図9】本発明の実施例1の光双安定素子の光応答特性
である。
FIG. 9 shows the photoresponse characteristics of the optical bistable device of Example 1 of the present invention.

【図10】本発明の実施例2の光閾値素子の制御光の光
強度に対する光応答特性である。
FIG. 10 is a photoresponse characteristic of the optical threshold device according to Example 2 of the present invention with respect to the light intensity of control light.

【図11】本発明の実施例3の光ニューロン素子の制御
光の光強度に対する応答特性である。
FIG. 11 shows the response characteristics of the optical neuron element according to Example 3 of the present invention to the light intensity of control light.

【図12】本発明の実施例3の神経ネットワーク回路の
模式図である。
FIG. 12 is a schematic diagram of a neural network circuit according to Example 3 of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

101  透明絶縁性基板 102  透明導電性電極 103  高分子薄膜 104  透明導電性電極 105  負荷抵抗 106  外部電源 107  光双安定素子 108  入射光 109  出射光 101 Transparent insulating substrate 102 Transparent conductive electrode 103 Polymer thin film 104 Transparent conductive electrode 105 Load resistance 106 External power supply 107 Optical bistable element 108 Incident light 109 Output light

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】  一般式(化1)で示される繰り返し単
位を含む高分子層が形成されている薄膜であって、前記
薄膜は基板面に対して分子鎖軸が実質的に平行になるよ
うに単分子以上の厚みで2種類以上交互に積層されてい
ることを特徴とする高分子薄膜積層体。 [化1] −Z−(−X−Y−)n − (但し、n≧2 X:O,S,Se,Teから選ばれる少なくとも一つの
基 Y:芳香族または置換芳香族の基 Z:イミド環を含む基)
1. A thin film in which a polymer layer containing a repeating unit represented by the general formula (Chemical formula 1) is formed, the thin film having a molecular chain axis substantially parallel to the substrate surface. A polymer thin film laminate characterized in that two or more types of polymer thin films are alternately laminated with a thickness of more than a single molecule. [Chemical formula 1] -Z-(-X-Y-)n - (However, n≧2 X: At least one group Y selected from O, S, Se, Te: Aromatic or substituted aromatic group Z: group containing an imide ring)
【請求項2】  基板の上に下部電極を備え、その上に
一般式(化1)で示される繰り返し単位を含む高分子が
、基板面に対して分子鎖軸が実質的に平行になるように
単分子以上の厚みで、2種類以上交互に積層されている
高分子薄膜積層体を少なくとも含み、上部に透明電極が
積層されている光双安定素子。 [化1] −Z−(−X−Y−)n − (但し、n≧2 X:O,S,Se,Teから選ばれる少なくとも一つの
基 Y:芳香族または置換芳香族の基 Z:イミド環を含む基)
2. A lower electrode is provided on the substrate, and a polymer containing a repeating unit represented by the general formula (Chemical formula 1) is placed on the lower electrode so that the molecular chain axis is substantially parallel to the substrate surface. An optical bistable element comprising at least a laminate of two or more types of polymer thin films alternately laminated with a thickness of a single molecule or more, and a transparent electrode laminated on top. [Chemical formula 1] -Z-(-X-Y-)n - (However, n≧2 X: At least one group Y selected from O, S, Se, Te: Aromatic or substituted aromatic group Z: group containing an imide ring)
【請求項3】  請求項1に記載の高分子積層体と他の
受光層が積層されている請求項2記載の光双安定素子。
3. The optical bistable device according to claim 2, wherein the polymer laminate according to claim 1 and another light-receiving layer are laminated.
【請求項4】  基板の上に下部電極を備え、その上に
一般式(化1)で示される繰り返し単位を含む高分子が
基板面に対して実質的に分子鎖軸が平行になるように単
分子以上の厚みの単位で、2種類以上交互に積層されて
いる高分子薄膜積層体と、その上部に互いに電気的に結
線のない電極を1個以上設け、更に受光層を積層し、最
上部に透明電極を積層されている光ニューロン素子。 [化1] −Z−(−X−Y−)n − (但し、n≧2 X:O,S,Se,Teから選ばれる少なくとも一つの
基 Y:芳香族または置換芳香族の基 Z:イミド環を含む基)
4. A lower electrode is provided on the substrate, and a polymer containing a repeating unit represented by the general formula (Chemical formula 1) is placed on the lower electrode so that the molecular chain axis is substantially parallel to the substrate surface. A polymer thin film laminate in which two or more types of polymer thin films are alternately laminated in units of thickness equal to or larger than a single molecule, one or more electrodes that are not electrically connected to each other is provided on top of the laminate, and a light-receiving layer is further laminated. A photoneuron device with a transparent electrode layered on top. [Chemical formula 1] -Z-(-X-Y-)n - (However, n≧2 X: At least one group Y selected from O, S, Se, Te: Aromatic or substituted aromatic group Z: group containing an imide ring)
【請求項5】  受光層が一般式(化1)で示される繰
り返し単位を含む高分子である請求項3、または4記載
の光双安定素子或は光ニューロン素子。
5. The optical bistable device or optical neuron device according to claim 3, wherein the light-receiving layer is a polymer containing a repeating unit represented by the general formula (Formula 1).
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JP14466191A Pending JPH04368696A (en) 1991-06-17 1991-06-17 High-polymer thin-film laminate and optical bistable element and neuron element

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