В работе, проливающей свет на некоторые неочевидные аспекты строения и функционирования мемристоров и резистивной RAM (RRAM), ученые из университета в Мичигане показали, что металлические частицы в этих инновационных компьютерных компонентах, сочетающих в себе функции логики и памяти, не остаются на одном месте.
«Многие люди полагают, что перемещать металлические частицы в твердом теле невозможно, — комментирует Вэй Лу, адьюнкт-профессор электро- и компьютерных технологий. — В жидкости и газе они подвижны и люди понимают это, но в твердом теле такое поведение неожиданно и демонстрируется впервые».
Вместе с коллегами из Центра электронных исследований в Юлихе (Германия), коллектив, возглавляемый Лу, использовал трансмиссионные электронные микроскопы для регистрации происходящего с атомами металлического слоя мемристоров во внешнем электрическом поле. Они наблюдали как атомы металлов становятся ионами, группируются, образуя металлические наночастицы, а затем перемещаются и формируют перемычки между электродами, расположенными на противоположных сторонах диэлектрической оболочки мемристора.
Это явление было продемонстрировано для разных металлов, включая серебро и платину, причем перемычки образовывались по разному, в зависимости от типа металла и величины электрического тока.
Перемычка, или проводящее волокно, сохранялась и после отключения тока. Только повторным воздействием тока можно было изменить форму и размеры перемычки, определяющие электрическое сопротивление мемристора, либо совсем разорвать такое волокно. Компьютеры, построенные на таких устройствах, могли бы кодировать информацию в нескольких уровнях сопротивления, обеспечиваемых разными типами перемычек — способ функционирования, подобный работе биологического мозга.
Сделанное открытие способно кардинально изменить подход к конструированию микросхем: используя электрические сигналы можно будет формировать и переконфигурировать схемы в уже готовых чипах.
