日本國立大學法人東北大學開發出了新型自旋電子元件，能再現與構成大腦神經網路的神經元和突觸相似的動作。採用該元件，可以人工實施生物體的神經廻路功能，透過進一步開發，有望像人腦那樣靈活進行識別、判斷、學習和記憶，而且有望實施能高度適應隨時變化的環境且能量效率出色的全新電腦。
東北大學把高度利用電子的電氣特性和磁特性的自旋電子學作爲重點研究領域。此次，研究小組利用自旋電子學的原理開發了一種新材料，通電後會表現出前所未有的自由變化的動作。另外，還利用由該材料構成的自旋電子元件，成功再現了腦神經廻路的重要基本構成要素——神經元和突觸的動作。
相關研究成果已於2019年4月16日在歐洲科學期刊《先進材料》（Advanced Materials）的網路版公開。
【發佈内容的重點】
1.能雜異化控制電阻的新型自旋電子元件
2.利用開發的新型自旋電子元件，再現可在大腦中進行高級資訊處理、記憶和學習的神經元及突觸的動作
3.有望實施靈活性和能量效率優異、能類比大腦進行資訊處理的電腦
（日文發佈全文）
圖1） 神經元（左下）及其特徵功能——整合放電（左上）的模式圖。當輸入的尖峯訊號的頻率和數量較大時，產生（放電）尖峯的機率非線性增加。右側的兩個圖是此次開發的自旋電子元件的實驗結果。可以看出，磁化反轉機率的變化情況表現出類似於神經元的整合放電特性的性質。
圖2）突觸（左上）及其特徵功能——依賴尖峯定時的訊號傳輸效率的變化（可塑性，左下）模式圖。右圖是此次開發的自旋電子元件的實驗結果。可以看出，電阻的變化量表現出類似於突觸尖峯定時依賴可塑性的性質。
文：JST客觀日本編輯部
