JPS63237293A - 可変調分子素子 - Google Patents

可変調分子素子

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JPS63237293A
JPS63237293A JP62069336A JP6933687A JPS63237293A JP S63237293 A JPS63237293 A JP S63237293A JP 62069336 A JP62069336 A JP 62069336A JP 6933687 A JP6933687 A JP 6933687A JP S63237293 A JPS63237293 A JP S63237293A
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molecular
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Shiro Asakawa
浅川　史朗
Ikuhiko Machida
町田　育彦
Akira Taomoto
昭 田尾本
Katsuhiro Nichogi
二梃木　克洋
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Panasonic Holdings Corp
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Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、情報処理システム等において重要な役割を果
たすもので、入力信号に対し、閾値応答し、且つ閾値が
可変である可変調分子素子に関するものである。
従来の技術 学習、パターン処理、連想、直感などの情報処理を行う
ためには、現在のコンビーータでは限界を５有り、この
ためには並列処理方式のごとき新しい情報処理機能を導
入する必要がある。
これを実現するために多くの提案が行なわれており、そ
の一つは単純なプロセッサを用いてこれを組み合わせ回
路網によってこれらの情報処理を実現しようとするもの
である。
例えば、最も簡単な例として第５図に示すとと。
きものがある。大きな円が一つのプロセッサを示し、数
字は閾値を表わす。円の中の黒丸は（ト）性の入力端子
、白丸は（へ）性の入力端子を示す。この回路で、例え
ば信号源Ａより信号が入ると、次の時刻に閾値が１のＣ
１及び閾値が２のＦがオン状態となる。次にＢより信号
が入ると、Ｄがオンとなる。Ｍは記憶の役をし、Ｎがオ
ンとなり、Ｌから（へ）の信号が来ない限り自動的にオ
ン状態を保つ。
Ｍがオン状態の時はＢからの入力によってもＦはオン状
態となる。すなわち始めはＢ単独ではＦをオンに出来な
いが、ＡとＢが同時に入力した直後だ吐はＭの助けによ
りＢ単独でＦをオンにすることが出来る。
発明が解決しようとする問題点 しかしながら、実際の情報処理回路としては、これらの
機能がより複雑に高密度に組み合わされる必要が有り、
このためには従来の簡単なプロセッサの組み合わせでは
到達することは困難である。
このため機能性のプロセッサとして、入力を自ら加工す
るなどの機能を有する素子が必要である。
本発明は上記従来の問題点を解決するもので、複数入力
、１出力であり、ある一定の閾値動作をするものであり
、且つ入力情報に対しての重み付けを行うことができる
などの高機能の情報処理が実現できる新規な可変調分子
素子の提供を目的とするものである。
問題点を解決するための手段 本発明は上記目的を達成するもので、その技術的手段は
、一種類の分子Ａと、これと結合しうる分子Ｂｉとから
成り、ＡとＢｉは交互に配置された構造を有し、Ｂｉは
ｉの数字によって示される異った分子種を示し、Ａ又は
ＡＢｉ又は各Ｂｉに対して固有の一定の刺激入力エネル
ギーによって感応変調して異なる状態に転位し、それに
よってＢｉの状態又はＢｉとＡとの結合状態を変化させ
、例えば導電性を著しく変化させるものであり、元の状
態に戻る時定数が各Ｂｉによって同じか、又は異なる値
を有するようにした構成を１個または複数個組み合わせ
たことを特徴とする可変調分子素子。ある。
作　　用 本発明におけるＡＢｉ　なる組み合せから成る構成体は
、例えば通常−次電動体（必らずしも厳密な一次元電動
体でなくても良い。）として知られる群などより選択す
ることが出来る。
これらの系としては、例えばポリアセチレンのごとき共
役系π電子の連続体から成るもの、電荷移動錯体で、ド
ナーとアクセプターが夫々カラムを形成するもの、パ或
はドナーとアクセプターが交互に配置してカラムを形成
するもの、金属と配位子とから成るキレート化合物、異
なる酸化状態である金属塩または金属キレート、金属キ
ン−）Ｋ更に配位子が配位したもの、カルコゲナイドな
どがある。これらの組み合わせにおいては、ＡとＢｉが
ある一定の位置関係に在る時には導電性が観測されるが
、これが変位し、結合状態が変化すると導電性は失なわ
れる。本発明においては、外部からの刺激入力エネルギ
ーによって、その結合状態に影響を与え１例えば導電性
をモジＳヒト（変調）、することを特徴とする。この変
位は一次元導体が本質的に有する物性に起因するもので
あっても良いし、またよりマクロな構造、或は電子的な
変位であっても良い。すなわち、これらの現象を例示す
ると、バイエルス転位、電荷密度波転位、スピンバイエ
ルス転位、あるいは分子の結合状態を変えるもの、すな
わち、シス−トランス転位、水素移動、スピロピラン−
シアニン色素型転位、結合交替構造変化、更には電荷移
動錯体に見られる中性−イオン性転位、価数の変化を伴
う転位、よりマクロには秩序−無秩序転位、液晶転位な
どがある。
本発明はこれらの現象を特定するものでは無く、これら
の現象を組み合わせ利用するものである。
また本発明の刺激入力エネルギーとしては、光、電場、
物質移動、熱、圧力、磁場などの各種エネルギーが用い
られ、好ましくは光などの電磁波、電場、物質移動など
である。また前記分子素子はその両端において電極を有
し電気的に結合しうる構成、もしくは一端に電極を有し
他端は電気化学的な溶液を介して外部と接続しうる構成
であっても良い。
実施例 以下に本発明の実施例を図面を用いて詳細に説明する。
一つの態様を構成的に示したものである。即ち先ず、Ａ
ＢＩ、ＡＢ２・・・Ｂ４Ａなる組合せから成る分子集合
体があり、Ｂは夏型で示される状態でＡと相互作用をし
ていて、この時は絶縁状態であるとする（第１図（ａ）
参照）。これに対し外部から一定の刺激エネルギーｍ１
が加えられるとＢの幾つかのものが変位しく図ではＢ２
とＢ４）、正方形で示される状態に変位し、Ａと強く相
互作用する（第１図（ｂ）参照）。しかし全体としては
未変位のＢ１とＢ３が残っており、依然として絶縁状態
である。更に刺激ｍ２以上のものが加わると、残りのＢ
（すなわちＢ１とＢａ）も変位し、すべてのＢがＡと強
く相互作用を行う状態になり、全体としては初めて導電
性が発現される（第１図（Ｃ）参照）。
即ちこの場合は外部刺激ｍ２以上で全体としての転位が
完了し、閾値ｍ２を有していることＫなる。
外部刺激が除かれると、元の安定状態に戻るように正方
形の各Ｂは夏型のＢに復元する。この時各Ｂの元の状態
への緩和の時定数を異なるようにした場合、例えば今回
でＢ１とＢ３の時定数が大きいとすると、Ｂ１とＢ３は
変位したまま凍結されており、この時間内に再び外部刺
激が入力されると、この場合はｍｌのエネルギーですべ
てが（Ｃ）の状態となり、閾値がｍ２からｍｌに変化し
たことになる。これは一種のメモリー効果である。ここ
でＡは１ケの分子又は分子集合体、Ｂｉも同上で、各Ｂ
ｉ、はＡＢｌとＡＢ２Ａ・・・のごとく、すべて異って
Ａと配置されていても、あるいはＡＢ　Ｉ　ＡＢ　ＩＡ
ＢＩＡＢ２ＡＢ２・・・のごとく入っていても勿論良い
。これらの構成は、ＬＢ法（ラングミエア・プロジェッ
ト法）や、分子線エピタキシャル（ＭＢＢ）法、液相エ
ピタキシャル法などによって容易に作成することが出来
る。
例えば、ＴＴＦ（テトラチオフルバレン）とクロラニル
（ＯＡ）、７”ロマニル（ＢＡ）、７ｏラニル（ＦＡ）
、ジクロロベンゾキノン（ＤＢＱ）、ジニトロベンゼン
（ＤＮＢ）、は、これらをアセトニトリルに溶解し、約
２ケ月放置することにより、これらが一定組織で組み合
わさった結晶を成長させることが出来る。アクセプター
としては。
上記のいずれか、あるいは、その他のアクセプターなど
、任意に租み合わせることが可能である。
また当該業者にとっては既知の真空蒸着法によってもこ
れらの錯体薄膜は容易に形成しうる。より厳密な組成を
制御するにはＭＢＢ法により、一層一層の分子を積層す
ることにより形成出来る。
鉄フタロシアニン、鉛フタロシアニンは〜１Ｏ−１０Ｔ
ｏｒｒの高真空下、クヌーセンセルを〜２００〜２５０
℃に加熱し、一層毎に成長させることが可能で、これら
の薄膜を形成することが出来た。同様にピラジンを別の
クヌーセンセル中に入れ、液体窒素で冷却し、付加ヒー
ターで制御することにヨリ、フタロンアニン／ピラジン
なる系を作成することが出来た。
これらの結晶あるいは薄膜に電圧を印加していったとこ
ろ、第２図に示す挙動を示した（ＴＴＦ錯体の場合）。
図において（イ）はＩ−Ｖ特性、（ｒ：４の一点錯線は
電導度−電圧特性を示す。転位する電界強度値は組織を
変える（アクセプターの種類を変える）ことにより、別
の値を示し、その値は組み合わせるアクセプターの種類
に依存しており、明らかに組織による閾値効果を示して
いる。また転位後電界を取り゛除き一定時間（図では約
１０分後）後に再び電圧を印加すると、第２図七１の二
点錯点で示すように、より小さい電界強度値の所で転位
が生じ、閾値が変動したことを示している。
第３図は、測定系を示す。１は分子集合体である。
第４図は本素子への各種の入力方法を示したもので（ａ
）は刺激エネルギーが電場の場合で、分子集合体１の横
方向から電圧を印加した場合である。
（ｂ）は各々のＢｉによって波長ｆ１〜ｆｎ　の光源に
より、刺激を印加する場合である。ｆｃ）はこの分子集
合体１にドーブイングして状態変化を起こす場合（物質
移動を利用したもの）で、ドーパントの拡散を電位によ
って変化させることによる。
発明の効果 以上要するに本発明は 一種類の分子Ａと、これと結合し得る分子８里とから成
り、ＡとＢｉは交互に配置された構造を有し、Ｂｉは１
の数字によって示される異った分子種を示し、Ａ又はＡ
Ｂｉ又は各Ｂｉに対して固有の一定の刺激入力エネルギ
ーによって感応変調して異なる状態に転位し、それによ
ってＢｉの状態又はＢｉとＡとの結合状態を変化させ、
例えば導電性を著しく変化させるものであり、元の状態
に戻る時の時定数がＢｉによって同じか又は異なる値を
有する構成を基本とし、これを１ｆｌｌｔたは幾つか組
み合わせて成る可変調分子素子で、本素子により高機能
の情報処理が実現出来るものであり、その効果は大きい
。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明の一実施例における可変調分子素子を構
成する分子集合体を模式的に示したモデル図、第２図は
前記分子集合体の電気特性図、第３図は前記電気特性の
回路図、第４図は前記分子集合体への刺激入力方法を示
す概念図、第５図は従来のプロセッサを用いた情報処理
回路の模式図である。 １・・・分子集合体。 代理人の氏名　弁理士　甲　尾　敏　男　ほか１名第１
図 ’ｉ’Ｊ　’／Ｉｆ−＞　７１１２　　　　　巳力　１
第２図 Ｅ　（１０’Ｖｃｒｎ）

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. （１）一種類の分子Ａとこれを結合し得る分子Ｂｉとを
    交互に配置した構造を有し、Ｂｉは１の数字によって示
    される異なった分子種を示し、Ａ又はＡＢｉ又は各Ｂｉ
    はそれぞれに対応する固有の一定の刺激入力エネルギー
    によつて感応変調して異なる状態に転位し、それによっ
    てＢｉの状態又はＢｉとＡとの結合状態を変化させ、刺
    激入力エネルギーを除去し、元の状態に戻る時の時定数
    をＢｉによって同じか又は異なるようにした構成を本質
    的に含むことを特徴とする可変調分子素子。
  2. （２）刺激入力エネルギーが、電磁波、電場、物質の出
    入のいずれか、またはその組み合わせから成る特許請求
    の範囲第１項記載の可変調分子素子。
  3. （３）ＡとＢｉが一方がドナー、一方がアクセクタある
    電荷移動錯体であることを特徴とす る特許請求の範囲第１項記載の可変調分子素子。
  4. （４）ＡとＢｉが金属と配位子とから成るキレート化合
    物であることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の
    可変調分子素子。
  5. （５）ＡとＢｉが異なる酸化状態である金属塩または金
    属キレートであることを特徴とする特許請求の範囲第１
    項記載の可変調分子素子。
  6. （６）ＡとＢｉが金属キレートと更に異なる配位子との
    組み合わせから成ることを特徴とする特許請求の範囲第
    １項記載の可変調分子素子。
  7. （７）ＡとＢｉが共役系π電子の連続体から成ることを
    特徴とする特許請求の範囲第１項記載の可変調分子素子
    。
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