В будущем из таких компонентов можно будет строить миниатюрные компьютеры, основанные на новых физических принципах.
Сердцем созданного учеными мемристора является пленка титаната бария толщиной в нанометр. Титанат бария (BaTiO3) - перспективный материал для создания вычислительных устройств на новых физических принципах; ученые ЛЭТИ определили физические параметры, определяющие управление элементами памяти в этих устройствах.
Санкт-Петербургский государственный электротехнический университет "ЛЭТИ", основанный в 1886 году, является первым в Европе высшим учебным заведением в области электротехники.
Мемристор из титана бария
Мемристоры могут изменять свое сопротивление под воздействием напряжения и "хранить" свое состояние в течение длительного времени. При этом устройство не требует энергии для хранения этой информации. Поэтому его можно использовать для создания энергонезависимых компонентов, способных хранить и обрабатывать информацию.
Специалисты ЛЭТИ предложили свой вариант такого устройства на основе перспективного материала титаната бария, который они с высокой точностью измерили в серии экспериментов.
Важно! Для этого была разработана специальная математическая модель. С помощью этой модели ученые смогли определить физические процессы, при которых изменяется резистивное состояние пленки титаната бария, то есть параметры, лежащие в основе энергонезависимого устройства, в котором этот материал обладает собственной памятью.
Эксперименты проводились в условиях сверхвысокого вакуума, то есть при давлении в несколько раз меньшем, чем в космосе, и в различных температурных диапазонах от минус 243°C до плюс 26°C.
Компьютеры будущего
Профессор Наталья Андреева с факультета микро- и наноэлектроники ЛЭТИ сказала: "Вычислительные устройства на основе кремния достигают своих пределов с точки зрения миниатюризации, скорости и энергопотребления.
Перспективным направлением является создание электроники, основанной на альтернативных физических принципах, например, электрических элементов с собственной памятью. Разработка таких элементов в настоящее время ведется за рубежом".
Андреева добавила: "Полученные результаты внесут существенный вклад в создание звезд памяти с многоуровневой резистивной памятью, которые в будущем могут лечь в основу нейроморфных компьютеров".
