В апреле Hewlett Packard доказала факт сущеcтвования мемристоров. Мемристоры — четвертый элемент электротехнической теории цепи, наряду с резисторами, емкостями и индуктивностями. Сейчас HP продемонстрировала как можно контролировать мемристор, который изменяет сопротивление в зависимости от протекающего по нему тока, и тем самым сделала шаг в направлении создания прототипа и выпуска нового запоминающего устройства — RRAM (resistive random-access memory) — к 2009 году.
"Мы сейчас получили экспериментальное доказательство того, что наши мемристоры ведут себя согласно теории", — сказал Дункан Стюарт (Duncan Stewart), основной исследователь мемристоров в HP Labs. "К тому же, мы продемонстрировали как можно управлять мемристорными структурами, что позволит в скором времени построить работающие микросхемы."
Мемристор представляет собой двухстороннюю и двухслойную структуру. Слои из оксида титана зажаты между двумя металлическими электродами перемычкой. Один слой оксида титана покрыт кислородными вакансиями, что делает его полупроводником, соседний слой этого покрытия не имеет и играет роль изолятора. По наличию сопротивления между электродами можно определить состояние памяти — включенное или выключенное.
С одним слоем оксида титана, имеющим в обычных условиях свойства изолятора, память переключается в выключенное состояние. Прикладывая напряжение к перемычке, кислородные вакансии переходят в слой оксида титана без специального покрытия, и устройство переключается во включенное состояние. Аналогично, изменив направление тока, кислородные вакансии возвращаются обратно, и устройство "выключается". Большое преимущество мемристора в том, что изменения сопротивления энергонезависимы и сохраняются до тех пор, пока не будет подано обратное напряжение. На данный момент, время переключения оставляет около 50 нс.
Прототип представленных HP Labs чипов будет использоваться в RRAM. Металлические линии, расположенные между собой на расстоянии менее 50 нм, служат нижними электродами, а в верхнем электроде они выстроены перпендикулярно. Между металлическими линиями инженеры планируют поместить двойной слой диоксида титана, один из слоев будет иметь покрытие из кислородных вакансий, а другой — нет. Пуская ток между двумя металлическими линиями — одна находится сверху, другая снизу — устройство может адресовать индивидуальный битовый элемент, изменяя их сопротивление.
"Создание RRAM-памяти — наша ближайшая цель, но в более отдаленной перспективе мы хотим преобразовывать вычисления с помощью адаптивных контролирующих контуров с функцией обучения", — говорит Стюарт. Аналоговые цепи, использующие электронный синапс, потребуют 5 лет исследований.
По оценкам разработчиков, через 5 лет появятся первые прототипы аналоговых мемристоров, их коммерческое применение начнется приблизительно через 10 лет.
Подождите...