記憶電阻(Memristor, memrory resistor�,簡�憶阻�或憶�,是一種新型的電子元器�,可以最終改變計算機類設(shè)備對于存儲數(shù)�(jù)的方式。記憶電阻是一種非常細小的開關(guān)元件,可以記憶自身歷史的電路,即使在被關(guān)閉的情況下仍具備此項功能�
�(dāng)憶阻作為電器元件時,我們可以對其施加不同的電流,使其進入到不同的狀�(tài),并且憶阻元件會記住這種狀�(tài),即使是施加的電流消失后,仍然會保持著這種狀�(tài)。換句話�,它可以充當(dāng)非易失性閃存的替代��
2000年之�,研究人員在多種二元金屬氧化物和鈣鈦礦結(jié)�(gòu)的薄膜中�(fā)�(xiàn)了電場作用下的電阻變�,并�(yīng)用到了下一代非揮發(fā)性存儲器——阻抗存儲器(RRAM)��2008�4月,惠普公司公布了基于TiO2的RRAM器件,并首先將RRAM和憶阻器�(lián)系起來�2009�12�,研究員可以�(gòu)建一個憶阻組成的三維�(shù)組,可以存儲每一個數(shù)�(jù)地址。因�,可以通過憶阻來存儲和讀取大量的信息�
�1971�,非線性電路理論先�(qū)、美國加利福尼亞大學(xué)伯克利分校的華裔科學(xué)家蔡少堂就從理論上預(yù)言,除電容、電感和電阻之外,電子電路還�(yīng)該存在第四種基本元件——憶�。實際上,憶阻是一種具有記憶功能的非線性電�,可通過電流的變化控制其阻值的變化,如果將憶阻的高阻值和低阻值分別定義為1和�,就可以通過二進制的方式來存儲�(shù)�(jù)�
如今,美國惠普公司實驗室的斯坦·威廉斯和同事在進行極小型電路實驗時終于制造出憶阻的實物模型。威廉斯等人在新一期英國《自然》雜志上撰文說,他們像制作三明治一樣將一層納米級的二氧化鈦半�(dǎo)體薄膜夾在由鉑制成的兩個金屬薄片之�。這些材料都是�(biāo)準材�,制作憶阻的竅門是使其組成部分只有5納米大小,也就是說僅相當(dāng)于人的一根頭�(fā)絲的1萬分之一那么細�
科學(xué)家指�,只有在納米尺度�,憶阻的工作狀�(tài)才可以被察覺�。他們希望這種新元件能夠給計算機的制造和運行方式帶來革命性變�。科�(xué)家說,用憶阻電路制造出的計算機將能“記憶”先前處理的事情,并在斷電后“凍�(jié)”這種“記憶�。這將使計算機可以反復(fù)立即開關(guān),因為所有組件都不必�(jīng)過“導(dǎo)入”過程就能即刻回�(fù)到最近的�(jié)束狀�(tài)�
憶阻器最簡單的應(yīng)用就是構(gòu)造新型的非易失性隨機存儲器,或�(dāng)計算機關(guān)閉后不會忘記它們曾�(jīng)所處的能量狀�(tài)的存儲芯� 。研究人員稱,今天的動態(tài)隨機存儲器所面臨的問題是,當(dāng)你關(guān)閉PC電源�,動�(tài)隨機存儲器就忘記了那里曾有過什�,所以下次打開計算機電源,你就必須坐在那兒等到所有需要運行計算機的東西都從硬盤裝入到動態(tài)隨機存儲�。有了非易失性隨機存儲器,那個過程將是瞬間的,并且你的PC會回到你�(guān)閉時的相同狀�(tài)�
研究人員稱,憶阻器可讓手機在使用�(shù)周或更久時間后無需充電,也可使筆記本電腦在電池電量耗盡后很久仍能保存信�。憶阻器也有望挑�(zhàn)目前�(shù)碼設(shè)備中普遍使用的閃� ,因為它具有�(guān)閉電源后仍可以保存信息的能力。利用這項新發(fā)�(xiàn)制成的芯�,將比目前的閃存更快地保存信�,消耗更少的電力,占用更少的空間�
柔性記憶電阻技�(shù),是一種新型的記憶電阻技�(shù)。這種記憶電阻是由鈦氧化物制成,鈦氧化物是制作防曬油和牙膏等的常見材料??茖W(xué)家們用這種氧化物制成柔性透明聚合物薄�,并在上面制出觸�,便可將其用于制造記憶電�。這種記憶體可以在低于10v的電壓下工作,而且斷電后也可以保存�(shù)�(jù),材料的伸縮壽命�4000次�
美國�(biāo)準技�(shù)研究所(NIST)的研究小組把用溶膠-凝膠法制備的液態(tài)鈦氧化物噴涂在透明薄片�,并在室溫下干燥,如此得到的�(chǎn)品可以在掉電狀�(tài)下將�(shù)�(jù)保持14��
上世紀70年代,人們首次提出了記憶電阻的概念,不過直到2008年惠普才開發(fā)出了有關(guān)的實際產(chǎn)�。記憶電阻可以在沒有電流通過的情況下保存�(shù)�(jù),而電阻的阻值會隨著電流�(shù)值和電流方向的變化而發(fā)生明顯的變化�
正常狀�(tài)�,這種電阻的阻值很�,而如果改變電流方向則會出�(xiàn)阻值大幅增加的�(xiàn)象。這樣就可以被�(yīng)用在�(nèi)存中,用來模擬數(shù)字信號的�0”和�1�。而這種阻值狀�(tài)即使長時間掉電也不會�(fā)生變�,因此可以隨時通過測量電阻的阻值來得到存儲在其中的信息。NIST�(fā)明的記憶電阻技�(shù)則可以在掉電狀�(tài)下將�(shù)�(jù)保存14天�
柔性記憶電阻技�(shù)可以用于制造柔性芯�,后者用途廣�,醫(yī)�(xué)上還可以用于制造心�/血流監(jiān)視器�
維庫電子�,電子知識,一查百��
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