Colossal emergent inductance in a molecular memristor
Yugo Oshima et al.
Scientific Reports 16, 13023 (2026).
This work reports the discovery of gigantic emergent inductance in a molecular memristor, reaching values as large as 105 H. The study demonstrates that memristive dynamics can generate an effective inductive response and enable coil-free oscillation using only a memristor and a capacitor.
本研究では、分子性メモリスタにおいて 105 H に達する巨大な創発インダクタンスを発見しました。さらに、メモリスタの動的応答が実効的なインダクタンスを生成し、「メモリスタ＋コンデンサ」のみでコイル無し発振が可能であることを示しました。
Collosal inductance in a memristor
Inductors are fundamental circuit elements that store energy in magnetic fields and are essential for oscillators, filters, timing circuits, and wireless technologies. In conventional electronics, inductance is typically generated using coils of wire.
In our recent study, however, we discovered that a molecular memristor can exhibit an enormous emergent inductancewithout containing any physical coil structure. The observed inductance reached values as high as 104–105 H, far exceeding ordinary parasitic inductance found in electronic circuits.
The material investigated was the quasi-one-dimensional molecular Mott insulator [Ni(chxn)2Br]Br2, a strongly correlated electronic system known for nonlinear transport phenomena. Through impedance spectroscopy and oscillation analysis, we found that the memristive dynamics of the material generate an inductive response under applied bias conditions.
A key feature of the system is the appearance of a Pinched Hysteresis Loop (PHL) in the current-voltage characteristics — a hallmark of memristive behavior. Our results suggest that the hysteretic dynamics themselves can produce an effective inductive response, linking memristive transport directly to circuit-level inductance.
Remarkably, this emergent inductance enables self-sustained oscillation using only a memristor and a capacitor, without any discrete inductor coil. This finding provides a new physical interpretation of memristive oscillators and suggests new possibilities for compact nonlinear circuits, adaptive electronics, and neuromorphic systems inspired by biological dynamics.
巨大創発インダクタンス
インダクタ（コイル）は、磁場としてエネルギーを蓄える基本回路素子であり、発振回路・フィルタ・タイミング回路・無線通信など、多くの電子回路に不可欠な存在です。通常、インダクタンスは導線を巻いた「コイル構造」によって実現されます。
しかし我々は最近、分子性メモリスタが物理的なコイルを持たないにも関わらず、巨大な「創発インダクタンス」を示すことを発見しました。観測されたインダクタンスは 104–105 H に達し、通常の電子回路に存在する寄生インダクタンスを遥かに超える巨大な値でした。
研究対象となったのは、擬一次元分子性モット絶縁体 [Ni(chxn)2Br]Br2 です。この物質は強い電子相関と非線形伝導特性を示すことで知られており、インピーダンス分光および発振周波数解析を通して、メモリスタ的ダイナミクスが実効的なインダクタンス応答を生み出していることを明らかにしました。
本系では、電流–電圧特性に Pinched Hysteresis Loop（PHL）と呼ばれるメモリスタ特有の履歴応答が現れます。我々の研究は、このヒステリシスを伴う動的応答そのものが、実効的なインダクタンスを生成している可能性を示しています。
さらに重要な点として、この創発インダクタンスによって、コイルを用いずに「メモリスタ＋コンデンサ」のみで自励発振が実現されることが分かりました。これは、従来のメモリスタ発振の理解に新たな物理的解釈を与えるとともに、小型非線形回路・適応型電子回路・ニューロモルフィックデバイスへの応用可能性を示しています。
プレスリリース
「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－」