I arbete som avslöjar en del av magin bakom memristors och "resistivt slumpmässigt åtkomstminne, "eller RRAM-banbrytande datorkomponenter som kombinerar logik och minnesfunktioner-forskare har visat att metallpartiklarna i memristors inte stannar som tidigare trott.

Resultaten har breda konsekvenser för halvledarindustrin och därefter. De visar, för första gången, exakt hur vissa memristors minns.

"De flesta har trott att du inte kan flytta metallpartiklar i ett fast material, "sa Wei Lu, docent i el- och datateknik vid University of Michigan. "I en vätska och gas, det är mobilt och folk förstår det, men i solidaritet förväntar vi oss inte detta beteende. Det här är första gången det har visats. "

Resultaten kan leda till ett nytt tillvägagångssätt för chipdesign-en som innebär att man använder finjusterade elektriska signaler för att lägga ut integrerade kretsar efter att de är tillverkade. Och det kan också främja memristor -teknik, som lovar mindre, snabbare, billigare chips och datorer inspirerade av biologiska hjärnor genom att de kunde utföra många uppgifter samtidigt. Lu, som ledde projektet, och kollegor vid UM och Electronic Research Center Jülich i Tyskland använde transmissionselektronmikroskop för att titta på och registrera vad som händer med atomerna i metallskiktet i deras memristor när de utsatte det för ett elektriskt fält. Metallskiktet var inneslutet i det dielektriska materialet kiseldioxid, som vanligtvis används i halvledarindustrin för att hjälpa till att leda el. De såg att metallatomerna blev laddade joner, samlas med upp till tusentals andra i metallnanopartiklar, och sedan migrera och bilda en bro mellan elektroderna vid de motsatta ändarna av det dielektriska materialet.

De demonstrerade denna process med flera metaller, inklusive silver och platina. Och beroende på vilket material som är inblandat och den elektriska strömmen, bron bildades på olika sätt.

Bron, även kallad ledande glödtråd, stannar kvar efter att strömmen stängts av i enheten. Så när forskare slår på strömmen igen, bron är där som en smidig väg för ström att resa längs. Ytterligare, det elektriska fältet kan användas för att ändra glödtrådens form och storlek, eller bryta glödtråden helt och hållet, som i sin tur reglerar enhetens motstånd, eller hur lätt ström kan flöda genom den.

Datorer byggda med memristors skulle koda information i dessa olika motståndsvärden, som i sin tur bygger på ett annat arrangemang av ledande trådar.

Memristor -forskare som Lu och hans kollegor hade teoretiserat att metallatomerna i memristorer rörde sig, men tidigare resultat hade gett olika formade filament och så trodde de att de inte hade spikat den underliggande processen.

"Vi lyckades lösa pusslet om tydligen motsägelsefulla observationer och att erbjuda en förutsägbar modell som redogör för material och förhållanden, "sa Ilia Valov, principutredare vid Electronic Materials Research Center Jülich. "Även det faktum att vi observerade partikelrörelse som drivs av elektrokemiska krafter i dielektrisk matris är i sig en sensation."