گروهی از محققان آمریکایی توانسته‌اند میان ویژگی‌های الکتریکی یک ابزار با ساختار اتمی موضعی، شیمی و دمای آن ابزار ارتباط برقرار نمایند. آنها برای تعیین نقشه ویژگی‌های نانومقیاس فیزیکی و شیمیایی یک ممریستور از میکروسکوپ اشعه ایکس روبشی عبوری (STXM) استفاده کردند.
تعیین محل دقیق سوئیچ زنی یک ممریستور
تحقیقات اخیر نشان می‌دهد که ابزارهای ممریستوری همراه با اجزای نورونی CMOS که به
شکلی مناسب طراحی شده‌اند، می‌توانند سیناپس‌های زیستی را شبیه‌سازی کنند. ممریستور
یک ابزار الکترونیکی دوترمینالی است که می‌توان رسانایی آن را از طریق تغییر بار یا
جریان عبوری از آن به‌دقت تنظیم کرد. ویژگی جذاب این ابزارها این است که می‌توان
مقاومت آنها را برنامه‌ریزی کرده و این مقاومت را به شکل یک حافظه ذخیره کرد.
پژوهشگران در کارهای قبلی نشان داده بودند که یک ممریستور می‌تواند اتصال مدارهای
معمولی را برقرار کرده و از فرایندی که مبنای حافظه و یادگیری در سامانه‌های زیستی
است، حمایت کند.
محققان بر این باورند زمانی که ممریستورها بتوانند درون مدارات الکترونیکی همانند
سیناپس‌ها عمل کرده و شبکه پیچیده نورون‌های مغز را که ما را قادر به درک، تفکر و
یادآوری می‌سازد شبیه‌سازی کنند، مزایای زیادی ایجاد خواهند کرد.
سال گذشته گروهی از محققان آزمایشگاه HP در کالیفرنیا کشف کردند که قابلیت‌های
ممریستورها بیشتر از آن چیزی است که قبلاً تصور می‌شد. آنها دریافتند که ممریستورها
علاوه بر قابلیت ذخیره‌سازی می‌توانند عملیات منطقی را انجام دهند؛ بدین ترتیب در
آینده می‌تواند به‌جای استفاده از یک پردازشگر مرکزی، فرایندهای محاسباتی را در
همانجایی که اطلاعات ذخیره می‌شوند، انجام داد.
حال گروه تحقیقاتی استنلی ویلیامز که ممریستورها را کشف کرده‌اند، به‌همراه محققان
دانشگاه کالیفرنیا ویژگی‌های فیزیکی و شیمیایی یک ابزار الکترونیکی را با دقتی
بی‌سابقه آنالیز کرده‌اند؛ مهندسان رایانه امیدوارند این کار فرایند محاسبات را
دگرگون سازد.
این محققان توانسته‌اند میان ویژگی‌های الکتریکی یک ابزار با ساختار اتمی موضعی،
شیمی و دمای آن ابزار ارتباط برقرار نمایند. آنها برای تعیین نقشه ویژگی‌های
نانومقیاس فیزیکی و شیمیایی یک ممریستور از میکروسکوپ اشعه ایکس روبشی عبوری (STXM)
استفاده کردند. در این کار از یک تابش اشعه ایکس بسیار متمرکز برای تعیین محل یک
کانال به عرض حدود ۱۰۰ نانومتر که فرایند تغییر مقاومت در آن اتفاق می افتد و
همچنین تصویربرداری از آن بهره برده شد. سپس این اطلاعات به یک مدل ریاضی که چگونگی
گرم شدن ممریستور در طول فرایند تغییر مقاومت را نشان می‌داد، ارائه شد.
با تغییر انرژی اشعه ایکس فرودی و اندازه‌گیری ساختار دقیق طیف جذبی تیتانیوم، حالت
های مختلف ماده اکسید تیتانیوم (بی‌شکل، آناتاز، و مناطق احیاشده جزئی رسانا) که
درون الکترودها دفن شده است، با دقت نانومقیاس به دست آمد.
بنابر این تحقیق الگوهای گرمایشی مشاهده شده در اطراف کانال‌های رسانای احیاشده
(تصویر فوق) فرصت بی‌نظیری برای درک بهتر فرایند روشن و خاموش شدن در حالت عملکردی
دوقطبی ابزارهای اکسید تیتانیومی در اختیار محققان قرار می‌دهد.
