【公開日：2024.07.25】【最終更新日：2024.04.15】
課題データ / Project Data
課題番号 / Project Issue Number
23KT1380
利用課題名 / Title
物理リザバーコンピューティングへの実装を目的とした表面弾性波位相変調デバイスの開発
利用した実施機関 / Support Institute
京都大学 / Kyoto Univ.
機関外・機関内の利用 / External or Internal Use
内部利用（ARIM事業参画者以外）/Internal Use (by non ARIM members)
技術領域 / Technology Area
【横断技術領域 / Cross-Technology Area】（主 / Main）加工・デバイスプロセス/Nanofabrication（副 / Sub）-
【重要技術領域 / Important Technology Area】（主 / Main）高度なデバイス機能の発現を可能とするマテリアル/Materials allowing high-level device functions to be performed（副 / Sub）マルチマテリアル化技術・次世代高分子マテリアル/Multi-material technologies / Next-generation high-molecular materials
キーワード / Keywords
物理リザバーコンピューティング, 表面弾性波,位相変調,CVD,リソグラフィ/ Lithography,光リソグラフィ/ Photolithgraphy
利用者と利用形態 / User and Support Type
利用者名（課題申請者）/ User Name (Project Applicant)
Amit Banerjee
所属名 / Affiliation
京都大学 大学院工学研究科
共同利用者氏名 / Names of Collaborators in Other Institutes Than Hub and Spoke Institutes
井嶋泰貴
ARIM実施機関支援担当者 / Names of Collaborators in The Hub and Spoke Institutes
利用形態 / Support Type
（主 / Main）機器利用/Equipment Utilization（副 / Sub）-
利用した主な設備 / Equipment Used in This Project
KT-103：レーザー直接描画装置
KT-110：レジスト現像装置
KT-111：ウエハスピン洗浄装置
KT-154：両面マスクアライナー露光装置
KT-205：プラズマCVD装置
報告書データ / Report
概要（目的・用途・実施内容）/ Abstract (Aim, Use Applications and Contents)
表面弾性波デバイスとは、物体表面を伝播する弾性波を活用した微小なデバイスである。利用例としてスマートフォンにフィルターとして内蔵されるなど非常に身近なものであることがうかがえる。そして、リザバーコンピューティング（RC）とは機械学習的手法の一つであり、計算量の減少とそれに伴う消費電力の削減および計算速度の向上が期待できる。RCシステムの一部を物理現象に置き換えたものが物理RCであり、更なる消費電力の削減などのメリットから注目を集めている。我々は物理現象として表面弾性波を応用することを目指す。
実験 / Experimental
微細加工技術を用いて，実際にデバイスを作製した．デバイス構造と電極をパターニングするために, KT-103:レーザー直接描画装置を用いてフォトマスクを作製し,KT-205:プラズマCVD装置を用いて窒化膜を蒸着した. 次にKT-154：両面マスクアライナー露光装置面を用いたフォトリソグラフィによってデバイス構造と電極をウエハ上に作製した.
作製したデバイスの変調用ヒータに電圧を印加した時の位相変化を測定した．加えて，ヒータに引火する電圧のONとOFFを切り替えたときに位相変化についても測定した．
結果と考察 / Results and Discussion
図1にプロセスフローの概略図、図2に試作したデバイスの顕微鏡写真を示す.
変調用ヒータに印加する電圧を大きくすると，位相変化の大きさが非線形的に変化することを確認した．位相変化がヒータの消費電力の二乗に比例するとされており，この結果は妥当だと考えられる．また，印加電圧のON・OFFに対しては指数関数的な位相変化を観測することができた．
図・表・数式 / Figures, Tables and Equations
図1 Fabrication process
図2 Fabricated device
その他・特記事項（参考文献・謝辞等） / Remarks(References and Acknowledgements)
成果発表・成果利用 / Publication and Patents
論文・プロシーディング（DOIのあるもの） / DOI (Publication and Proceedings)
口頭発表、ポスター発表および、その他の論文 / Oral Presentations etc.
- 井嶋 泰貴，Robert Claude Meffan，Amit Banerjee，廣谷 潤，土屋 智由, ”物理リザバーコンピューティングへの実装を目的とした表面弾性波位相変調デバイスの開発、“ 日本機械学会2023年度年次大会, 東京都立大学 南大沢キャンパス，2023年9月3-6日，J224p-16
- Taiki Ijima, Claude Meffan, Amit Banerjee, Jun Hirotani, Toshiyuki Tsuchiya, “Development of surface acoustic wave phase modulators for physical reservoir computing,” 49th international conference on Micro and Nano Engineering (MNE2023) (Berlin, Germany), Sep. 25-28, 2023, pp. 417-418.
特許 / Patents
特許出願件数 / Number of Patent Applications：0件
特許登録件数 / Number of Registered Patents：0件