Forskare från National Research Nuclear University MEPhI (Moscow Engineering Physics Institute), som arbetar i samarbete med forskare från Russian Academy of Sciences, har föreslagit nya material där den bipolära effekten av resistiva omkopplingar (BERS) kan realiseras. Betydande, dessa material kan fungera som grund för att utveckla en dator baserad på memristorer som kan lagra och bearbeta data på ett sätt som liknar mänskliga hjärnneuroner. Resultaten av forskningen publicerades i Material Bokstäver .

BERS -fenomenet är ett populärt forskningsområde inom de grundläggande och tillämpade vetenskaperna. Den kan användas för att utveckla icke-flyktiga tvåterminaler, liksom för memristors, det fjärde grundelementet inom elektronik. Memristors kan fungera som grund för en ny metod för databehandling, så kallad membranberäkning.

Membranberäkning är en ny metod för databehandling där korttids (RAM) och långtids (ROM) minne drivs av element som liknar neuroner i den mänskliga hjärnan. Effekten av resistiv omkoppling uppstår när ett externt elektriskt fält ändrar ett materials konduktivitet med flera grader, därigenom inse metastabila högresistiva och lågresistiva förhållanden. Om omkopplingens art beror på det elektriska fältets riktning, effekten kallas bipolär.

Den fysiska mekanismen för själva omkopplingen beror på materialtypen. Detta kan innefatta bildande av ledande kanaler via migrering av metalljoner, bildandet av Schottky -barriärer, fas -övergångar mellan metall och isolator, och andra processer.

MEPhI söker för närvarande efter nytt material som kan visa BERS. Tidigare, forskare fann att BERS kan observeras i system med en stark elektronkorrelation, t.ex., material med hög magnetoresistans och högtemperatur superledare.

Så småningom, forskarna bestämde sig för epitaxiala fält som bildas på ytan av ett enkristallint substrat av strontiumtitanat (epitaxy är en regelbunden och organiserad tillväxt av ett kristallint ämne på ett annat). Forskarna visade att dessa fält kan användas för att skapa memristors för en ny generation datorer.

"Innovationen i denna forskning är att tillämpa litografin som gör det möjligt att utveckla tekniken för miniatyrisering av resistiva minneselement, "sa Andrei Ivanov, docent vid Solid-State Physics and Nanosystems Department vid MEPhI.