記憶電阻(Memristor, memrory resistor�,簡(jiǎn)�憶阻�或憶阻,是一種新型的電子元器�,可以最終改變計(jì)算機(jī)類設(shè)備對(duì)于存�(chǔ)�(shù)�(jù)的方�。記憶電阻是一種非常細(xì)小的�(kāi)�(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(xiàng)功能�
�(dāng)憶阻作為電器元件�(shí),我們可以對(duì)其施加不同的電流,使其�(jìn)入到不同的狀�(tài),并且憶阻元件會(huì)記住這種狀�(tài),即使是施加的電流消失后,仍然會(huì)保持著這種狀�(tài)。換句話�(shuō),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�(chǎng)作用下的電阻變化,并�(yīng)用到了下一代非揮發(fā)性存�(chǔ)器——阻抗存�(chǔ)�(RRAM)中�2008�4�,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�(lái)�2009�12月,研究員可以構(gòu)建一�(gè)憶阻組成的三維數(shù)�,可以存�(chǔ)每一�(gè)�(shù)�(jù)地址。因�,可以通過(guò)憶阻�(lái)存儲(chǔ)和讀取大量的信息�
�1971�,非線性電路理論先�(qū)、美�(guó)加利福尼亞大�(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——憶阻。實(shí)際上,憶阻是一種具有記憶功能的非線性電阻,可通過(guò)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0,就可以通過(guò)二�(jìn)制的方式�(lái)存儲(chǔ)�(shù)�(jù)�
如今,美�(guó)惠普公司�(shí)�(yàn)室的斯坦·威廉斯和同事在�(jìn)行極小型電路�(shí)�(yàn)�(shí)終于制造出憶阻的實(shí)物模�。威廉斯等人在新一期英�(guó)《自然》雜志上撰文�(shuō),他們像制作三明治一樣將一層納米級(jí)的二氧化鈦半�(dǎo)體薄膜夾在由鉑制成的兩�(gè)金屬薄片之間。這些材料都是�(biāo)�(zhǔn)材料,制作憶阻的竅門是使其組成部分只有5納米大小,也就是�(shuō)僅相�(dāng)于人的一根頭�(fā)絲的1萬(wàn)分之一那么�(xì)�
科學(xué)家指出,只有在納米尺度上,憶阻的工作狀�(tài)才可以被察覺(jué)到。他們希望這種新元件能夠給�(jì)算機(jī)的制造和�(yùn)行方式帶�(lái)革命性變�??茖W(xué)家說(shuō),用憶阻電路制造出的計(jì)算機(jī)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(jì)算機(jī)可以反復(fù)立即�(kāi)�(guān),因?yàn)樗薪M件都不必�(jīng)�(guò)“導(dǎo)入”過(guò)程就能即刻回�(fù)到最近的�(jié)束狀�(tài)�
憶阻器最�(jiǎn)單的�(yīng)用就是構(gòu)造新型的非易失性隨�(jī)存儲(chǔ)器,或當(dāng)�(jì)算機(jī)�(guān)閉后不會(huì)忘記它�?cè)�?jīng)所處的能量狀�(tài)的存�(chǔ)芯片 。研究人員稱,今天的�(dòng)�(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)器所面臨的問(wèn)題是,當(dāng)你關(guān)閉PC電源�(shí),動(dòng)�(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)器就忘記了那里曾有過(guò)什�,所以下次打�(kāi)�(jì)算機(jī)電源,你就必須坐在那兒等到所有需要運(yùn)行計(jì)算機(jī)的東西都從硬盤裝入到�(dòng)�(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)�。有了非易失性隨�(jī)存儲(chǔ)�,那�(gè)�(guò)程將是瞬間的,并且你的PC�(huì)回到你關(guān)閉時(shí)的相同狀�(tài)�
研究人員�,憶阻器可讓手機(jī)在使用數(shù)周或更久�(shí)間后�(wú)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?yàn)樗哂嘘P(guān)閉電源后仍可以保存信息的能力。利用這項(xiàng)新發(fā)�(xiàn)制成的芯�,將比目前的閃存更快地保存信息,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(jiàn)材料??茖W(xué)家們用這種氧化物制成柔性透明聚合物薄片,并在上面制出觸點(diǎn),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��
美國(guó)�(biāo)�(zhǔn)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(jì)70年代,人們首次提出了記憶電阻的概念,不過(guò)直到2008年惠普才�(kāi)�(fā)出了有關(guān)的實(shí)際產(chǎn)�。記憶電阻可以在�(méi)有電流通過(guò)的情況下保存�(shù)�(jù),而電阻的阻值會(huì)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�(huì)出現(xiàn)阻值大幅增加的�(xiàn)象。這樣就可以被�(yīng)用在�(nèi)存中,用�(lái)模擬�(shù)字信�(hào)的�0”和�1�。而這種阻值狀�(tài)即使�(zhǎng)�(shí)間掉電也不會(huì)�(fā)生變化,因此可以隨時(shí)通過(guò)�(cè)量電阻的阻值來(lái)得到存儲(chǔ)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�
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