Мемристор: новый элемент в электронике

Статья опубликована в Nature группой ученых из лаборатории информации и квантовых систем из HP Labs под руководством Стенли Уильямса (R. Stanley Williams). Элемент получил название "мемристор" - от английского слова memory (память) и resistor (резистор).

Слово это не новое - его предложил еще в 1971 г. сотрудник университета штата Калифорния в г. Беркли Леон Чуа (Leon Chua), который опубликовал тогда в журнале IEEE Transactions on Circuit Theory теоретические соображения о существовании еще одного пассивного элемента электронных схем в дополнение к известным ранее резистору, конденсатору, индуктивности. Теперь Чуа, заслуженный профессор университета в Беркли, сравнивает свое предсказание с тем, как Д.И. Менделеев предсказывал существование и описывал свойства еще неоткрытых элементов с помощью своей периодической системы.

Мемристор состоит из тонкого слоя диоксида титана, расположенного между двумя платиновыми электродами. Под действием приложенного напряжения происходит изменение кристаллической структуры диоксида титана. Это изменение приводит к увеличению сопротивления элемента в тысячи раз, причем при отключении источника тока элемент сохраняет изменения, возникшие при протекании через него заряда. Это свойство может быть использовано для создания элементов памяти нового типа, которые могут придти на смену нынешним DRAM, но, в отличие от последних, не теряющих информацию при отключении напряжения.

Разработчики описали действующий прототип мемристора, который использовали в экспериментальном коммутационном устройстве, способном разместить 100 Гбит информации на одной полупроводниковой пластине (нынешний рекорд для микросхем флэш-памяти - 16 Гбит).

Свое достижение исследователи из HP Labs смогли получить для элемента масштаба около 15 нм. По мнению д-ра Уильямса, размеры ячейки памяти можно сократить еще в несколько раз без изменения основных показателей элемента.

Скептики утверждают, что мемристор не является чем-то принципиально новым, в последнее время появилось немало работ с описанием различных типов энергонезависимой памяти (в частности, память на фазовых переходах). Однако высокая оценка работы профессором Л.Чуа позволяет надеяться на успешное развитие именно этого направления, хотя, в любом случае, для появления на рынке готовых микросхем потребуется 5-10 лет.