Τα πειράματα καταδεικνύουν πώς λειτουργούν τα memristors
Η βασική δομή ενός memristor είναι ένας πυκνωτής μετάλλου-μονωτή-μετάλλου (MIM), με ένα λεπτό στρώμα μονωτικού υλικού που είναι σάντουιτς μεταξύ δύο μεταλλικών ηλεκτροδίων. Όταν εφαρμόζεται τάση στα ηλεκτρόδια, το ηλεκτρικό πεδίο προκαλεί την κίνηση των ιόντων στο μονωτικό στρώμα, δημιουργώντας ένα αγώγιμο νήμα μεταξύ των ηλεκτροδίων. Αυτό το αγώγιμο νήμα μειώνει την αντίσταση του memristor και αυτή η αλλαγή στην αντίσταση μπορεί να διατηρηθεί ακόμη και όταν η τάση αφαιρεθεί.
Το κλειδί για την κατανόηση του τρόπου με τον οποίο λειτουργούν οι Memristors είναι η έννοια του "Memristive Effect". Το φαινόμενο του Memristive είναι η ικανότητα ενός υλικού να αλλάξει την αντίσταση του σε απόκριση της ροής του ηλεκτρικού ρεύματος. Αυτό το αποτέλεσμα προκαλείται από την κίνηση των ιόντων εντός του υλικού, το οποίο αλλάζει την αγωγιμότητα του υλικού.
Τα πειράματα έχουν αποδείξει ότι οι Memristors μπορούν να χρησιμοποιηθούν για τη δημιουργία μιας ποικιλίας ηλεκτρονικών συσκευών, συμπεριλαμβανομένων των κυττάρων μνήμης, των λογικών πύλων και ακόμη και των νευρομορφικών υπολογιστικών συσκευών. Οι MEMRISTORS εξακολουθούν να βρίσκονται στα αρχικά στάδια ανάπτυξης, αλλά έχουν τη δυνατότητα να φέρει επανάσταση στη βιομηχανία ηλεκτρονικών.
Εδώ είναι μια πιο λεπτομερής εξήγηση των πειραμάτων που δείχνουν πώς λειτουργούν οι Memristors:
* πυκνωτές μεταλλικού-μονομερής (MIM): Σε έναν πυκνωτή MIM, ένα λεπτό στρώμα μονωτικού υλικού είναι σάντουιτς ανάμεσα σε δύο μεταλλικά ηλεκτρόδια. Όταν εφαρμόζεται τάση στα ηλεκτρόδια, το ηλεκτρικό πεδίο προκαλεί την κίνηση των ιόντων στο μονωτικό στρώμα, δημιουργώντας ένα αγώγιμο νήμα μεταξύ των ηλεκτροδίων. Αυτό το αγώγιμο νήμα μειώνει την αντίσταση του πυκνωτή και αυτή η αλλαγή στην αντίσταση μπορεί να διατηρηθεί ακόμη και όταν η τάση απομακρύνεται.
* Σχηματισμός αγώγιμου νήματος: Ο σχηματισμός του αγώγιμου νήματος αποτελεί βασικό μέρος του εφέ με τη μετεγκατάσταση. Το αγώγιμο νήμα δημιουργείται όταν το ηλεκτρικό πεδίο στο μονωτικό στρώμα γίνεται αρκετά ισχυρό για να ξεπεράσει την έλξη του coulombic μεταξύ των ιόντων. Μόλις σχηματιστεί το αγώγιμο νήμα, παρέχει μια διαδρομή για να ρέουν τα ηλεκτρόνια μεταξύ των ηλεκτροδίων, μειώνοντας την αντίσταση του πυκνωτή.
* Hysteresis Memristive: Το φαινόμενο του Memristive μπορεί να παρατηρηθεί με την σχεδίαση της αντίστασης ενός memristor ως συνάρτηση της εφαρμοζόμενης τάσης. Αυτή η πλοκή είναι γνωστή ως βρόχος υστέρησης Memristive. Ο βρόχος υστέρησης δείχνει ότι η αντίσταση του memristor αυξάνεται καθώς η τάση αυξάνεται και στη συνέχεια μειώνεται καθώς η τάση μειώνεται. Αυτή η συμπεριφορά οφείλεται στον σχηματισμό και τη ρήξη του αγώγιμου νήματος.
Αυτά τα πειράματα καταδεικνύουν τις βασικές αρχές του τρόπου λειτουργίας του Memristors. Οι MEMRISTORS εξακολουθούν να βρίσκονται στα αρχικά στάδια ανάπτυξης, αλλά έχουν τη δυνατότητα να φέρει επανάσταση στη βιομηχανία ηλεκτρονικών.
