(PhysOrg.com) – Forskare vid Hewlett Packard och University of California, Santa Barbara, har analyserat i oöverträffad detalj de fysikaliska och kemiska egenskaperna hos en elektronisk enhet som datoringenjörer hoppas kommer att förändra datoranvändning.

Memristors, förkortning för minnesmotstånd, är ett nyförstått kretselement för utvecklingen av elektronik och har inspirerat experter att söka sätt att efterlikna beteendet hos vår egen hjärnas aktivitet inuti en dator.

Forskning, publiceras idag, måndag, 16 maj, i IOP Publishings Nanoteknik , förklarar hur forskarna har använt mycket fokuserade röntgenstrålar för att kartlägga de fysiska och kemiska egenskaperna hos dessa elektroniska enheter i nanoskala.

Det är tänkta memristorer, med förmågan att "komma ihåg" den totala elektroniska laddningen som passerar genom dem, kommer att vara till störst nytta när de kan agera som synapser i elektroniska kretsar, efterliknar det komplexa nätverket av neuroner som finns i hjärnan, möjliggöra vår egen förmåga att uppfatta, tänka och komma ihåg.

Att efterlikna biologiska synapser - förbindelserna mellan två neuroner där information överförs i våra hjärnor - kan leda till ett brett utbud av nya tillämpningar, inklusive semi-autonoma robotar, om komplexa nätverk av neuroner kan reproduceras i ett artificiellt system.

För att den enorma potentialen hos memristorer ska kunna utnyttjas, forskare måste först förstå de fysiska processer som sker i memristorerna i mycket liten skala.

Memristorer har en mycket enkel struktur – ofta bara en tunn film gjord av titandioxid mellan två metallelektroder – och har studerats mycket i termer av deras elektriska egenskaper.

För första gången, forskare har kunnat studera de fysiska egenskaperna hos memristorer på ett oförstörande sätt, vilket möjliggör en mer detaljerad inblick i kemi och strukturförändringar som uppstår när enheten är i drift.

Forskarna kunde studera den exakta kanalen där resistansomkopplingen av memristorer sker genom att använda en kombination av tekniker.

De använde högfokuserade röntgenstrålar för att lokalisera och avbilda den cirka hundra nanometer breda kanalen där växlingen av motstånd äger rum, som sedan skulle kunna matas in i en matematisk modell av hur memristorn värms upp.

John Paul Strachan från forskningsgruppen för nanoelektronik, Hewlett-Packard Labs, Kalifornien, sa:"Ett av de största hindren för att använda dessa enheter är att förstå hur de fungerar:den mikroskopiska bilden av hur de genomgår en sådan enorm och reversibel förändring i motstånd.

"Vi har nu en direkt bild av den termiska profilen som är mycket lokaliserad runt denna kanal under elektrisk drift, och kommer sannolikt att spela en stor roll för att accelerera fysiken som driver det memristiva beteendet."

Denna forskning visas som en del av ett specialnummer om icke-flyktigt minne baserat på nanostrukturer.