ممریستورها (Memristors) در خدمت حافظه های دیجیتال

به گزارش کلیک، محققین دانشگاه تکنولوژی میشیگان توانستند مدل ایده آل ممریستور را مبتنی بر نانو صفحات دی سولفید مولیبدن ارائه دهند. یو هانگ هون، چارلز و کارول مک آرتور استاد علوم مواد و مهندسی نتایج تحقیق خود را در ژانویه 2016 میلادی در نشریه Nano Letters منتشر کردند.

ترانزیستورهای مبتنی بر سیلیکون جزء اصلی تراشه های کامپیوتری محسوب می شوند که با جریان الکترون ها کار می کند. اگر جریان االکترون در این ترانزیستورها قطع شود، تمامی اطلاعات از دست می رود. در این حال ممریستورها دستگاه های الکتریکی حافظه داری هستند که مقاومت شان وابسته به تغییر متغیرهای حالت درونی است. به عبارت دیگر، ممریستورها قادر به حفظ میزان شارژ و اطلاعات حتی در زمان خاموشی دستگاه است.

یو هانگ هون معتقد است: "ممریستورها را می توان در ساخت چیپ های حافظه خیلی سریع با میزان داده های بیشتر و توان انرژی کمتر به کار برد."

علاوه بر آن، ترانزیستورها بوسیله کد های 0 و 1 باینری، بازی های رایانه ای،کامپیوتر های خانگی، اینترنت و ...را محدود کرده است. در مقابل، ممریستورها به تبعیت از روشی که مشابه مغز انسان است، از سطوح مختلفی که بین 0 و 1 وجود دارد استفاده می کنند. ممریستورها به انقلابی برای رایانه ها منجر می شوند و فرصتی برای ایجاد هوش مصنوعی شبیه انسان فراهم می کنند.

وی در ادامه می گوید: "یک ممریستور دارای مقاومت وابسته به ولتاژ است، که مقاومت آن با مقاومت الکتریکی که مقدار ثابتی دارد متفاوت است." وی همچنین ضمن اضافه نمودن این موضوع مهم که ممریستور دارای خواص الکتریکی کلیدی است افزود:"ماده ممریستور باید یک مقاومت برگشت پذیر با تغییر ولتاژ باشد."

تحقیقات او نشان داد که نانو صفحات دی سولفید مولیبدن برای ممریستورها بسیار امیدوار کننده است. این ماده می تواند مهندسی در ساختار اتمی را به موفقیت برساند.

ممریستورهای ایده آل متقارن هستند. رابطه بین جریان و ولتاژ به صورت صحیح و زوج و در دو طرف محور مختصات با هم برابر است. در واقعیت، مشخصه جریان- ولتاژ ممریستور معمولاً به صورت کج است. با این حال، ممریستور دی سولفید مولیبدن که یو هانگ هون بررسی نمود دارای تقارن ایده آل است. این اتفاق پیش بینی مواد بیشتری که جهت استفاده در صنعت الکترونیک سازگار هستند را تقویت می کند.

برای بدست آوردن این تقارن، تیم تحقیقاتی او کار را با یک بدنه از جنس دی سولفید مولبیدن و نیز یک کانی مولیبدنیت که آن را به عنوان یک روان کننده صنعتی می شناسیم آغاز کردند. سپس آنها با دستکاری اتمی، آرایش ساختار را به فاز کریستالی دیگری تغییر دادند. مواد بدنه با فاز 2H به عنوان یک مقاومت به خوبی کار کرد و یک ممریستور ساخته شد، تیم اقدام به برداشتن لایه های مولکولی کرد. این فرآیند لایه برداری، نانو صفحات دی سولفید مولبیدن را با فاز 1T ایجاد کرد. نانو صفحات با فاز 1T تغییر برگشت پذیری را در نسبت مقاومت به ولتاژ لازم برای یک ممریستور ارائه می کند. محققان در نهایت نانو صفحات را در دو طرف یک فویل نقره ای به شکل یک ممریستور متقارن در آوردند.

هو می گوید: "این مواد در مراحل آغازین این کاربرد است." او همچنین اضافه کرد که مواد جدید و ممریستور های بهتر، اساساً می توانند کامپیوترهای ساخته شده را تغییر دهند. این کار با چیپ های کامپیوتری سریع و کوچک آغاز خواهد شد. در پایان وی اظهار کرد: " این مواد ممریستور بسیار متنوع خواهند شد و روزی فراخواهد رسید که حتی یک تخته سیاه و یا یک فنجان چای هم یک کامپیوتر باشند."

داشتن مواد ممریستور قوی ما را به آن روز نزدیک تر می کند.

منبع: phys