Технический термин "мемристор" составлен из двух английских слов: первое это "memory" или память, а второе – resistor (то есть сопротивление). Суть работы элемента состоит в том, что его проводимость меняется в зависимости от пропущенного через него заряда (то есть зависит от предыстории процессов). Причем зависимость эта прямо пропорциональна величине пропущенного тока, проинтегрированной по времени.
Согласно классификации устройств, обладающих внутренней памятью, мемристор можно отнести к разряду нелинейных электронных устройств с гистерезисными свойствами. То есть по своему функциональному назначению этот элемент относится к категории микроэлектронный компонентов, у которых имеется возможность запоминания предыдущих состояний (фото ниже).
Новая эра вычислительных технологий
Еще в 70-х годах прошлого столетия ученые разработали теоретическую модель, описывающую соотношения между прилагаемым к объекту напряжением и временным интегралом токовой составляющей. И только к 2008 году был создан первый образец резисторного элемента, частично соответствующего заявленным свойствам.
Его реакция на токовые воздействия не была похожа на поведение индуктивности с ее магнитным потоком, ни на конденсатор, накапливающий заряд. И в то же время он реагировал на движение зарядов не как обычный резистор. Выходило, что ученым удалось получить четвертый электротехнический элемент, отличный от первых трех!
У нового компонента проводящие свойства изменялись за счет химических реакций, протекающих в 2-хслойной пленке толщиной всего 5 нм. Первый из этих слоев специально обеднялся за счет оттока от него молекул кислорода. При подаче напряжения освобожденные кислородные ячейки с зарядом начинали "блуждать" между слоями, что и приводило к изменению сопротивления элемента.
К прежнему значению проводимости вернуться он уже не мог, что означало мгновенный условный переход элемента из "нолика" в "единицу". Явление гистерезиса в мемристоре позволило на раннем стадии изучения разглядеть в нем ячейку памяти, способную успешно заменять полупроводниковые элементы.
Перспективы применения
Рассмотренные особенности мемристоров теоретически открывают следующие возможности:
- Изготовление элементов памяти с лучшими характеристиками, чем у современных флешь накопителей.
- Полное обновление электронной базы устройств, где используются ячейки памяти.
- Существенное повышение их функциональности.
Важно! Поскольку мемристор фактически фиксирует пропущенный через него заряд – при использовании таких ячеек в ПК, например, можно вообще обойтись без загрузки системы.
При включении компьютера он начнет работать с того состояния, на котором был выключен накануне. Конечно, это все только теоретические предположения, требующие практического подтверждения в ближайшем будущем.