コイルなしで発振する電子回路を実現 -巨大インダクタンスを分子材料で発見-

2026-05-08 理化学研究所,名古屋大学,東北大学

理化学研究所、名古屋大学、東北大学の共同研究グループは、分子性モット絶縁体を用いたメモリスタにおいて、コイルを使わずに発振する電子回路を実現した。研究では、分子性物質[Ni(chxn)2Br]Br2の電気輸送特性とインピーダンス分光を解析し、電流履歴に依存するヒステリシス応答を確認した。さらに、この応答に起因して1万~10万ヘンリーに達する巨大インダクタンスが発現することを発見した。これは通常のコイルの約10万倍に相当する値で、物質内部の電子ダイナミクスから生じることが示された。研究チームは、この巨大インダクタンスと負性抵抗を利用し、コンデンサーのみを組み合わせた回路で自励発振を実証した。成果は、従来コイルが担ってきたインダクター機能を材料特性で代替できる可能性を示し、低周波回路の小型化・高集積化やニューロモルフィックデバイスへの応用が期待される。

コイルなしで発振する電子回路を実現 -巨大インダクタンスを分子材料で発見-
メモリスタにおいて巨大なインダクタンスが発現し、コイル不要の発振器を実現

<関連情報>

分子メモリス​​タにおける巨大な創発インダクタンス Colossal emergent inductance in a molecular memristor

Yugo Oshima,Rei Usami,Tetsuro Moriya,Taishi Takenobu & Shinya Takaishi
Scientific Reports  Published:08 May 2026
DOI:https://doi.org/10.1038/s41598-026-48808-5

Abstract

Memristors exhibit history-dependent transport and are widely studied for their hysteretic current–voltage characteristics, yet their dynamical electrodynamic roles remain largely unexplored. Here, we investigate the quasi-one-dimensional halogen-bridged metal complex [Ni(chxn)2Br]Br2 using transport measurements, impedance spectroscopy, and oscillation analysis. We show that this material functions as a memristor exhibiting a clear pinched hysteresis loop (PHL) under ac bias. Remarkably, this hysteresis gives rise to a colossal emergent inductance of104 – 105H, far exceeding that of conventional coil-based inductors. The inductive response appears only under finite bias, ruling out parasitic origins, and is independently confirmed by impedance spectroscopy and oscillation-frequency analysis. When combined with a simple capacitor, this intrinsic inductance together with negative differential resistance drives self-sustained oscillations without any external inductor, redefining the origin of oscillatory behavior in this system. These results establish emergent inductance as a fundamental memristive property, reveal a new electrodynamic functionality in correlated molecular materials, and suggest potential routes toward coil-free low-frequency functionalities in electronic and neuromorphic systems.

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