 Мемристоры представляют собой новый класс электрических цепей, который могут привести к концу эру кремния и изменить электронику навсегда. С того момента, как HP впервые разработала рабочий прототип с пленкой диоксида титана в 2008 году, инженеры стремились усовершенствовать модель. Теперь исследователи Мичиганского технологического университета изготовили идеальный мемристор, основанный на нанолистах дисульфида молибдена.
Транзисторы на основе кремния, которые являются основным компонентом компьютерных чипов, работают за счет потока электронов. Если поток электронов в транзисторе прерывается, то вся информация теряется. Однако мемристоры представляют собой электрические устройства с памятью; их сопротивление зависит от динамической эволюции внутреннего переменного состояния. Другими словами, мемрсторы запоминают количество заряда, который проходит через материал, и сохраняют данные, даже когда питание отключено. Мемристоры могут быть использованы для создания супер-быстрых микросхем памяти с большим количеством данных при меньших энергозатратах.
Кроме того, транзистор ограничен двоичными кодами - всеми нулями и единицами, которые составляют интернет, компьютерные программы и игры. В противоположность этому, мемристоры работают аналогично человеческому мозгу, используя много уровней – фактически каждое число между нулем и единицей. Мемристоры приведу к компьютерной революции и обеспечить возможность создания человекоподобного искусственного интеллекта.
В отличие от электрического резистора, который имеет постоянное сопротивление, мемристор обладает сопротивляемостью, зависимую от напряжения. Электрические свойства материала являются ключевыми. Материал мемристора должен иметь сопротивление, которое может обратимо изменять напряжение.
Исследования показали, что нанолисты дисульфида молибдена являются перспективными для мемристоров. Успех материала сводится к разработке атомных структур.
Идеальный мемристор является симметричным. Отношения между током и напряжением являются округлыми и равными в обоих секторах. Идеальная симметрия сделает материал более предсказуемым и последовательным.
Чтобы получить эту симметрию исследователи начали с объемного дисульфида молибдена, также известный как минеральный молибденит, который используется в качестве промышленного смазочного материала. Затем они манипулируют атомными структурными мерами, именуемые различными кристаллическими фазами. Сыпучий материал с фазой 2Н хорошо работает в качестве обычного резистора, и чтобы сделать его мемристором, исследователи отслаивают молекулярные слои. Этот процесс отшелушивания создает нанолисты дисульфид молибдена нанолисты с фазой 1T. Нанолисты с фазой 1T проявляют обратимое изменение сопротивления по отношению к источнику, необходимому для мемристора. Исследователи наконец диспергируют нанолисты на двух сторонах серебряной фольги, образуя симметричный мемристор.
Пока что материал находится в самом начальном этапе реализации. Тем не менее, новые материалы и лучшие мемристоры могут радикально изменить способ построения компьютеров. Изменения начнутся с меньшими и более быстрыми компьютерными чипов, но затем они будут присутствовать почти везде. И получение симметричного мемристора приблизит нас к этому дню.
|
