Der Fachbegriff "Memristor" besteht aus zwei englischen Wörtern: Das erste ist "Speicher" oder Speicher, und das zweite ist Widerstand (dh Widerstand). Das Wesen der Zelle besteht darin, dass sich ihre Leitfähigkeit in Abhängigkeit von der durch sie geleiteten Ladung ändert (dh von der Vorgeschichte der Prozesse abhängt). Darüber hinaus ist diese Abhängigkeit direkt proportional zum Wert des über die Zeit integrierten Durchgangsstroms.
Entsprechend der Klassifizierung von Geräten mit internem Speicher kann der Memristor als nichtlineares elektronisches Gerät mit Hystereseeigenschaften klassifiziert werden. Das heißt, dieses Element gehört aufgrund seines funktionalen Zwecks zur Kategorie der mikroelektronischen Komponenten, die sich frühere Zustände merken können (Foto unten).
Eine neue Ära des Rechnens
In den 70er Jahren des letzten Jahrhunderts entwickelten Wissenschaftler ein theoretisches Modell, das die Beziehung zwischen der an das Objekt angelegten Spannung und dem Zeitintegral der Stromkomponente beschreibt. Und erst 2008 wurde die erste Probe eines Widerstandselements erstellt, die teilweise den deklarierten Eigenschaften entspricht.
Seine Reaktion auf Stromeinflüsse ähnelte weder dem Verhalten eines Induktors mit seinem Magnetfluss noch einem Kondensator, der eine Ladung akkumuliert. Gleichzeitig reagierte es auf die Bewegung von Ladungen, die nicht wie ein gewöhnlicher Widerstand waren. Es stellte sich heraus, dass es den Wissenschaftlern gelang, ein viertes elektrisches Element zu erhalten, das sich von den ersten drei unterscheidet!
Die Leitfähigkeitseigenschaften der neuen Komponente änderten sich aufgrund chemischer Reaktionen in einem nur 5 nm dicken 2-Schicht-Film. Die erste dieser Schichten war aufgrund des Abflusses von Sauerstoffmolekülen aus ihr besonders erschöpft. Beim Anlegen der Spannung begannen die freigesetzten Sauerstoffzellen mit einer Ladung zwischen den Schichten zu "wandern", was zu einer Änderung des Widerstands des Elements führte.
Er konnte nicht mehr zum vorherigen Wert der Leitfähigkeit zurückkehren, was einen sofortigen bedingten Übergang eines Elements von "Null" zu "Eins" bedeutete. Das Phänomen der Hysterese im Memristor ermöglichte es, in einem frühen Stadium der Studie eine Speicherzelle darin zu sehen, die Halbleiterelemente erfolgreich ersetzen kann.
Anwendungsaussichten
Die betrachteten Merkmale von Memristoren eröffnen theoretisch folgende Möglichkeiten:
- Herstellung von Speicherelementen mit besseren Eigenschaften als moderne Flash-Laufwerke.
- Vollständige Aktualisierung der elektronischen Datenbank der Geräte, auf denen Speicherzellen verwendet werden.
- Eine deutliche Steigerung ihrer Funktionalität.
Wichtig!Da der Memristor die durch ihn geleitete Ladung tatsächlich fixiert, können Sie beispielsweise bei Verwendung solcher Zellen in einem PC auf das Laden des Systems verzichten.
Wenn Sie den Computer einschalten, beginnt er in dem Zustand zu arbeiten, in dem er am Tag zuvor ausgeschaltet wurde. Dies sind natürlich alles nur theoretische Annahmen, die in naher Zukunft eine praktische Bestätigung erfordern.