ساخت ممریستور نانومقیاس با حالت پایدار سه‌گانه مقاومتی

سایت NBIC-محققان سوئیسی به تازگی توانسته‌اند قطعه الکترونیکی بسازند که می‌توان آن را با حافظه‌های فلش جایگزین نمود. این ممریستور، سه حالت مقاومتی پایدار را داراست.

به گزارش سایت فناوری های همگرا (NBIC) اصول اولیه ممریستورها در سال ۱۹۷۱ به عنوان چهارمین قطعه الکترونیکی مدار (در کنار مقاومت، خازن و القاءگر) معرفی شد. در سال ۲۰۰۰ محققان پیشنهاد کردند نوع خاصی از حافظه‌های مقاومتی (resistive memory) می‌تواند به عنوان ممریستور عمل نماید. شرکت‌های اِچ‌پی (HP) و اینتل (Intel) برای تولید تجاری این قطعه هم‌اکنون با یکدیگر رقابت می کنند.
جنیفر راپ ، استاد دانشکده مواد ای‌تی‌اِچ زوریخ (Department of Materials at ETH Zurich) می‌گوید: «از آن‌جایی که ممریستورها به ولتاژ پایین‌تری نیاز دارند، مستلزم صرف انرژی کمتری هستند. این قطعات الکترونیکی در مقایسه با سایر نمونه‌های حافظه‌ای موجود، می‌توانند در اندازه کوچکتری ساخته شوند؛ بنابراین چگالی اطلاعات بیشتری دارند. بدین معنا که می‌توانند مگابایت‌های اطلاعاتی بیشتری را در هر میلی‌متر مربع خود ذخیره کنند.»
پروفسور راپ به همراه همکار شیمیدان خود، مارکس کوبیک ، ممریستوری را با قطعه‌ای از پروسکایت (perovskite، یک کانی رادیواکتیو است – مترجم) به ضخامت ۵ نانومتر ساخته‌است. او مدعی است که قطعه ساخته‌شده سه حالت مقاومتی پایدار را داراست. در نتیجه تنها قابلیت ذخیره صفر و یک را‌ در یک بیت استاندارد ندارد، بلکه می‌تواند اطلاعات کدبندی‌شده به سه حالت صفر، یک و دو را به عنوان یک تریت (trit) ذخیره کند.
پروفسور راپ اینگونه توضیحات خود را ادامه می‌دهد: «مولفه ما می تواند در نوع جدید فناوری اطلاعات نیز مورد استفاده قرار گیرد. این سبک جدید صرفا بر مبنای منطق دودویی نیست، بلکه شامل اطلاعات کدیافته بین صفر تا یک نیز می شود. می‌توان گفت سختی محاسبات با این قطعات الکترونیکی کمتر می‌شود.»
کابرد بالقوه‌ دیگر این قطعه الکترونیکی در محاسبات نئومورفیک (neuromorphic) است. محاسبات نئومورفیک از ساختارهای الکترونیکی برای بازسازی مسیر پردازش اطلاعات توسط نورون‌ها در مغز استفاده می‌کند. پروفسور راپ اینگونه توضیح می‌دهد: «قابلیت‌های یک ممریسستور در یک زمان خاص، به اتفاقات قبلی بستگی دارد. عملکرد آن‌ مشابه نورون‌ها است.»
محققان ای‌تی‌اِچ زوریخ در ادامه به روش‌هایی پرداخته‌اند که از مطالعات الکتروشیمی برای هدایت عملکرد مولفه مزبور استفاده می‌کند. پروفسور راپ می‌گوید: «ما ‌توانسته‌ایم حامل‌های شارژ الکتریکی را شناسایی کنیم و ارتباط آن‌ها را با حالت‌ پایدار سه‌گانه بیابیم. این دانش، برای علم مواد بسیار اهمیت دارد. با این دانش روش‌ ذخیره‌ داده تصحیح شده و بازدهی آن افزایش می‌یابد.»
کار مذکور با حمایت مالی بنیاد ملی علوم سوئیس (Swiss National Science Foundation) انجام گرفته‌است.