Впервые создан "резистор с памятью"

Как правило, электрические цепи строятся из трех базовых элементов - конденсаторов, резисторов и катушек индуктивности. Специалистам исследовательской лаборатории Hewlett-Packard удалось создать мемристор - четвертый базовый элемент электронных схем.

Возможность существования мемристора была предсказана еще в 1971 году профессором Калифорнийского университета в Беркли Леоном Чуа.

Мемристор меняет сопротивление в зависимости от величины протекающего через него тока, и способен "запоминать" это состояние. Его ключевой особенностью является гистерезис. Реакция элемента зависит от сил, действовавших ранее, т.е. состояние системы определяется ее собственной историей.

Ток, проходящий через мемристор, приводит к изменению его атомной структуры, в результате чего сопротивление элемента меняется в тысячу или более раз. Таким образом, под воздействием тока возможно переключение элемента между двумя состояниями и, следовательно, использование его в качестве элементарной ячейки памяти.

По сравнению с современными типами памяти мемристоры будут обладать рядом важных достоинств. Они являются энергонезависимыми и обладают высоким быстродействием. Благодаря этому запоминающие устройства на основе мемристоров могут вытеснить широко распространенную сейчас флэш-память и память DRAM.

Компьютеры смогут загружаться практически мгновенно, т.к. им не придется считывать информацию с "медленных" жестких дисков. В случае с ноутбуками, мемристоры позволят сохранять состояние даже после полного разряда аккумулятора. Кроме того, они помогут продлить время автономной работы портативных устройств.

Примеры существования сопротивления с памятью оставались весьма слабыми отчасти потому, что этот эффект лучше заметен в устройствах наномасштаба. Стэнли Уильямс и его соавторы смогли сформулировать физическую модель мемристора и построить в своей лаборатории наноприбор, доказавший, что мемристор - это реальность.

По утверждениям ученых, по мере уменьшения размеров характеристики мемристоров будут улучшаться. А комбинация из двух мемристоров может заменить транзистор.

Технология мемристоров может помочь в создании компьютерных систем, принимающих решения на основе предыдущего опыта. Это может способствовать развитию систем распознавания образов.

Новые устройства могут также избавить электронику от ограничений, связанных с недостатками существующих технологий кремниевых чипов. Рост производительности компьютеров в последние годы обеспечивался повышением плотности транзисторов, что в свою очередь вызывало проблемы, связанные с нагревом и дефектами самих транзисторов.

"Вместо увеличения числа транзисторов в схеме, мы можем создать гибридную цепь с небольшим количеством транзисторов с добавлением мемристоров, которая будет более эффективна", - считает Уильямс.

Лон Чуа полагает, что мемристоры найдут себе применение в компьютерах, сотовых телефонах, игровых приставках, - везде, где требуется сохранить информацию в условиях дефицита энергии и при быстро кончающихся аккумуляторах.

С результатами исследований специалистов Hewlett-Packard можно ознакомиться на страницах журнала Nature.



По материалам:
hp.com
compulenta.ru
rian.ru