Изгрева на мемристорите
Категория: Хардуер
Силвия Хаджикръстева
петък, 2 Май 2008 18:20ч
Във всеки учебник по електроника можете да проверите, че пасивните интегрални схеми се състоят от три стандартни компонента – резистор (съпротивление за преноса на заряд), индукция (съпротивление за промяната на преноса на заряд) и кондензатор (съхранение на заряд). Но ако се интересувате от новостите в научните изследвания в САЩ, то към учебниците ще трябва да се добави още един стандартен елемент – „мемристор”.
Казано просто, мемристорът „запомня” количеството заряд, преминал през него, и съответно на това променя съпротивлението си. Този ефект е предсказан през 1971 година от електроинженерът Леон Чуа, но единствените нишки за реалното му съществуване са докладите за странни хистерезиси във волт-амперните характеристики на елементи с тънки слоеве. Това означава, че когато напрежението нараства, токът следва различна зависимост от тази, когато напрежението намалява.
„Изследователите докладват за този ефект като за любопитен факт, добавяйки някои опити за физическо обяснение за наблюденията си” – казва Станли Уилямс от Hewlett Packard Labs, Калифорния. „Но сега излседователите от HP са създали първите мемристори.”
За разработването на мемристори, екипът на Уилиямс първо трябвало да разрешат как се поражда съпротивлението на тези запаметяващи елементи на атомно ниво. Те разработват модел на мемристор, състоящ се от тънък слой полупроводник с два различни региона – един с висока степен на легиране и малко съпротивление, и друг регион, който не е легиран и е с високо съпротивление. Когато бъде приложено напрежение върху този полупроводник, то част от атомите, които са легирани, се придвижват и съпротивлението се променя, като при това се получава характерния ефект на мемристорите – хистерезис.
И за да създадат реален проптотип от тоззи модел, екипът на Уилямс свързват слой от легиран титаниев диоксид с нелегоран титаниев диоксид. Измервайки волт-амперни характеристики, те откриват, че тази структура наистина проявява хистерезисен ефект на съпротивление свързано със запаметяване (Nature 453 80).
Уилямс разказва, че екипът му е създал и изпробвал хиляди мемристори и дори ги е интегрирал в електрони схеми. Тъй като хистерезисът на мемристорите позволява те да функционират като превключватели, то сега се търсят начини са приложението им в схеми вместо различни логични елементи. Това включва и нови форми на дълготрайни памети и дори устройства, който могат да симулират синапси – връзките между неврони е мозъка.
