 Jis yra atmintinės ir rezistoriaus derinys ir teoriškai buvo
numatytas jau beveik prieš 40 metų. Dabar „Hewlett-Packard“ mokslininkai
sukonstravo pirmąjį pasaulyje memristorių.
Memristoriumi komponentas pavadintas nuo anglų kalbos žodžių
atmintis (memory) ir varža (resistor). Kuomet šie komponentai bus pradėti
naudoti pramonėje, realybe taps kompiuteriai, sunaudojantys kur kas mažiau
energijos už dabartinius ir pradedantys dirbti iškart juos įjungus.
„Hewlett-Packard“ sako, kad tuomet bus įmanoma sukurti žmogaus smegenis
primenančias kompiuterines sistemas. Tačiau memristoriai yra lėtesni už
šiandieninių kompiuterių atmintines.
Šio prietaiso teoriją dar prieš 37 metus suformulavo Berklio
universiteto mokslininkas Leonas Chua. Nagrinėdamas ryšius tarp elektrinio
krūvio ir srovių, tekančių varžomis, kondensatoriais ir indukcinėmis ritėmis,
Chua įsitikino, kad visiškai simetrijai trūksta ketvirtojo komponento, kurį jis
pavadino atminties varža. Jo nuomone, toks komponentas užtikrintų panašų ryšį
tarp magnetinio srauto ir elektros krūvio, kokį varža duoda ryšiui tarp srovės
ir įtampos. Realybėje tai reikštų, jog toks komponentas veiktų kaip varža,
kurios dydis keistųsi priklausomai nuo per ją tekančios srovės stiprio ir kuri
prisimintų tą dydį netgi tuomet, kai srovė išnyks.
Susidomėjimas memristoriumi atgijo iš naujo šiemet, kai
R. S. Williamsas iš „Hewlett-Packard“ sukūrė pirmąjį eksperimentinį
šio prietaiso pavyzdį. Šį prietaisą sudaro plonas (5 nm) titano dioksido
sluoksnis, prie kurio per du elektrodus prijungiama elektros įtampa. Pradžioje
vienoje sluoksnio dalyje yra šiek tiek mažiau deguonies.Trūkstant deguonies
TiO2 gali judėti veikiant elektriniam laukui ir pernešti krūvį, todėl deguonies
stokojančio sluoksnio varža bus daug mažesnė už nestokojančio sluoksnio varžą.
Kuomet prijungiamas elektrinis laukas, deguonies vakansijos pradeda dreifuoti
ir paslenka ribą tarp didžiavaržės ir mažavaržės sričių. Taigi bendra sluoksnio
varža priklausys nuo to, kiek ir kuria kryptimi per jį pratekės elektros
krūvio.
Nors „Hewlett-Packard“ mokslininkų pasiekimas elektros
grandynų teorijai yra labai svarbus, dar teks nemažai nuveikti, kol
memristoriaus sparta ir naudojami srovės tankiai pasieks realybėje naudojamas
ribas. Žurnale „Nature“ paskelbto Williamso straipsnio grafikai gauti matuojant
vos 1 Hz dažniu. Nors labai maži prietaiso matmenys lyg ir leistų tikėtis
didesnės veikimo spartos, bet titano diokside krūvininkai juda be galo
lėtai – jonų judris tėra vos 10–10 cm2/Vs. (silicio kristale
elektronai ir skylės juda apie 1000 cm2/Vs judriu).
Parengė prof. Arūnas Krotkus
|
