Мемристоры - электроника будующего

22.09.2012

Недавно появились новые сведения, сообщающие о том, что до практического внедрения мемристоров осталось совсем чуть-чуть. Ученые нашли новый материал для их изготовления - еще не использовавшийся в этой области, недорогой и при этом соответствующий альтернативам.

Ежедневно мы пользуемся различными электронными приборами - от радиобудильников и программируемых кухонных комбайнов до многоумных компьютеров. Во многих из них используется флэш-память. Тем не менее, мало кто знает, что флэш-технология практически зашла в тупик и уже подбирается к пределам доступной мощности и малых размеров.

Дальше нас ждут еще более миниатюрные и быстрые накопители памяти, но на совершенно других физических принципах - это, возможно, как раз и есть та самая прозрачная электроника, основы которой были заложены в Университете штата Орегон. Речь идет о резистивной памяти с произвольным доступом (RRAM), называемой также мемристором. Это один из базовых пассивных элементов микросхем. В основе принципа его работы лежит гистерезис - то есть поведение системы определяется ее предысторией. Когда через мемристор проходит ток, меняется его атомная структура и, соответственно, сопротивление элемента. Подобные элементы могут быть миниатюрнее, быстрее и дешевле, чем современные транзисторы - основа сегодняшней электроники.

"Флэш-память подкупает своей небольшой ценой и такими же размерами, однако, ее потенциал постепенно иссякает, - говорит Джон Конли, профессор электротехники и компьютерных наук в Орегонском университете. - Прозрачная электроника обещает качественно новые устройства - например, отображение информации на лобовом стекле автомобиля, или веб-серфинг на стекле журнального столика".

Исследователи из Университета штата Огайо подтвердили, что недорогое и экологически безопасное соединение - олово-оксид цинка - имеет большое будущее в данной сфере и может стать основой новых технологий, где память компьютера будет базироваться не на заряде электрона, а на сопротивлении проводника.

Мемристоры имеют простую структуру, способны записывать и стирать информацию быстрее, а энергии при этом потребляют меньше. В частной промышленности уже некоторое время держится интерес к использованию этих новых полупроводников в производстве тонкопленочных транзисторов, управляющих жидкокристаллическими дисплеями. В частности, используется т.н. IGZO-технология (индий-галлий-цинк-оксид). Однако индий и галлий все больше дорожают, а олово-оксид цинка, также прозрачное соединение, обещает быть коммерчески более перспективным.

Так что недалек тот день, когда экраном монитора может стать любое оконное стекло.

<< Назад: Добыча урана из морской воды 23.09.2012

>> Вперед: Трение превращает металл в жидкость 22.09.2012

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Новый взляд на магнитное поле Земли 31.10.2025

Магнитное поле Земли долгое время считалось относительно стабильной структурой с предсказуемой полярностью. Однако последние исследования японских ученых показывают, что электрическая организация магнитосферы гораздо сложнее и динамичнее, чем предполагалось ранее. Команда исследователей из Киотского, Нагояского и Кюсюского университетов обнаружила, что заряженные области магнитосферы обладают противоположной полярностью по сравнению с традиционными представлениями. Так, утренняя сторона магнитного щита имеет отрицательный заряд, тогда как вечерняя - положительный, вопреки прежним теориям. Юсуке Эбихара из Киотского университета отмечает, что "электрическая сила и распределение зарядов являются следствием, а не причиной движения плазмы". Исследователи пришли к этим выводам с помощью масштабного магнитогидродинамического моделирования, имитирующего взаимодействие солнечного ветра с геомагнитным полем Земли. Моделирование позволило в деталях проследить, как потоки плазмы формируют э ...>>

Влияние белка PF4 на старение крови 31.10.2025

С возрастом наш организм претерпевает множество изменений, в том числе на уровне крови и иммунной системы. Недавние исследования показали, что ключевым фактором этих изменений может быть белок PF4, или platelet factor 4, который играет важную роль в регуляции стволовых клеток костного мозга. Американские ученые из Университета Иллинойса в Чикаго обнаружили, что с возрастом уровень PF4 значительно снижается. Это ослабление контроля над кроветворными стволовыми клетками приводит к нарушению их работы и повышает вероятность развития воспалительных процессов, онкологических заболеваний крови и сердечно-сосудистых проблем. В молодом организме PF4 выполняет функцию "регулятора роста": он контролирует распределение и деление кроветворных стволовых клеток, не позволяя им чрезмерно размножаться. С возрастом эта система контроля ослабевает, клетки начинают делиться чаще, накапливают генетические мутации и постепенно теряют способность создавать полноценные лимфоциты, что ослабляет иммуните ...>>

Музыка юности остается с нами навсегда 30.10.2025

Музыка сопровождает человека всю жизнь, но некоторые мелодии и песни оставляют особенно глубокий след в памяти. Ученые давно замечали, что композиции из подросткового возраста вызывают сильные эмоции даже спустя десятилетия, и недавно международная команда исследователей под руководством Университета Ювяскюля (Финляндия) подтвердила этот эффект научно. В исследовании приняли участие около 2000 человек из 84 стран. Ученые выявили явление, которое они назвали "пиком воспоминаний": эмоциональная привязка к музыке достигает максимума примерно в 17 лет. Именно песни этого периода чаще всего остаются значимыми и вызывают яркие эмоции долгие годы спустя. Интересно, что у мужчин и женщин наблюдаются разные временные рамки этого пика. У мужчин он приходится примерно на 16 лет, тогда как у женщин - на 19. Исследователи объясняют это различие особенностями формирования музыкальной идентичности: юноши чаще ищут самостоятельность и бунт, а девушки связывают музыку с личными отношениями и пере ...>>

Сплав Cr-Mo-Si с уникальными свойствами 30.10.2025

Разработка материалов, способных работать в экстремальных условиях, остается одной из ключевых задач современной инженерии. Особенно это важно для авиации и энергетики, где повышение термостойкости компонентов напрямую влияет на эффективность и надежность оборудования. Международная группа исследователей объявила о создании нового металлического сплава, обладающего уникальным сочетанием свойств: высокой термостойкостью, устойчивостью к коррозии и сохранением пластичности даже при комнатной температуре. Новый сплав содержит хром, молибден и всего 3 атомных процента кремния. Именно кремний способствует формированию плотного слоя оксида хрома на поверхности металла, который действует как невидимый барьер против кислорода и азота при высоких температурах. В отличие от предыдущих сплавов, этот защитный слой формируется без хрупких силицидов, которые обычно снижали пластичность и делали материалы склонными к трещинам. По словам профессора Мартина Гайльмайера из Института технологий Кар ...>>

Открыт лед, замерзающий при комнатной температуре 29.10.2025

Изучение воды продолжает приносить удивительные открытия: несмотря на то, что эта жидкость кажется хорошо известной, она способна проявлять необычные свойства в экстремальных условиях. Международная команда ученых недавно обнаружила новый вид льда, который формируется при комнатной температуре, если вода подвергается сильному давлению. Это открытие не только расширяет наши знания о воде, но и помогает лучше понять процессы в недрах планет и их спутников. Исследователи из Корейского института стандартов и науки совместно с европейскими коллегами, работающими на рентгеновском лазере на свободных электронах (XFEL) в Германии, провели серию экспериментов с водой в динамической ячейке с алмазными наковальнями. Давление изменялось от 0,001 гигапаскаля до 120 гигапаскалей в секунду - в миллионы раз выше атмосферного, при этом температура поддерживалась около 25 °C, близкой к комнатной. В течение сотен циклов ученые наблюдали, как вода многократно замерзает и тает, фиксируя каждый этап с ис ...>>

Случайная новость из Архива Поздний ужин вредит памяти 08.12.2014 Даже тот, у кого никогда не было проблем с лишним весом, знает, что "нельзя есть после шести". Поздний ужин, особенно, если он приобрел характер привычки, чреват метаболическими расстройствами, которые могут привести к появлению избыточного веса и диабета второго типа. Год назад специалисты из Университета Вандербильта (США) высказали предположение, что тут все дело в нарушении биологических часов: сбитый суточный ритм заставляет клетки начинают поглощать питательные вещества в любое время, что приводит к накоплению жира, появлению невосприимчивости к инсулину и т. д., вплоть до вышеупомянутого диабета. Однако еда не ко времени вредит не только собственно метаболическим процессам, но и высшей нервной деятельности. Кристофер Колвелл (Christopher Colwell) вместе с коллегами из Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе решил проверить, как будет меняться поведение мышей, если кормить их не тогда, когда положено. Мыши активны по ночам, днем же они обычно спят, так что исследователи постарались выправить суточное расписание лабораторных мышей в соответствии с их природным графиком. Некоторых животных кормили тогда, когда они бодрствовали, других же кормили только днем, то есть в явно неурочное время. Мыши быстро понимали, когда ждать еду, и сами просыпались, чтобы поесть. Необходимо подчеркнуть, что, несмотря на изменившийся суточный распорядок, время на сон у них не уменьшалось. То есть, хотя некоторые мыши ели не по правилам, потом они спали то же время, что и их "коллеги", жившие по правильному расписанию. Это значит, что если бы удалось найти какие-то аномалии в поведении, то причиной тому был бы вовсе не недостаток сна сам по себе. Перед тем, как сбить мышам распорядок дня, их помещали в клетку с какими-то двумя предметами, чтобы животные их обследовали и запомнили. После "перепрограммирования" животные снова оказывались в клетке с двумя предметами, один из которых должен был быть им знаком (они видели его до начала эксперимента), а другой - нет. Обычные мыши, которых кормили в правильное время, мало уделили внимания знакомому предмету, но усиленно изучали другой, незнакомый. Напротив, те, кого кормили в неурочное время, как будто забывали, что один из объектов они уже видели, и с одинаковым рвением изучали оба. В другом варианте опыта животных пугали, после чего снова помещали в то окружение, где им пришлось испытать страх. Результаты были похожие: мыши с измененным суточным графиком во второй раз испытывали меньший страх, забывая о том, что им пришлось тут перенести. Кроме того, оказалось, что еда в неурочное время ухудшает способность к обучению - те, кого кормили неправильно, тратили больше времени на то, чтобы запомнить что-либо, по сравнению с мышами, жившими по нормальному графику. Результаты экспериментов исследователи доложили на последней ежегодной конференции Нейробиологического общества в Вашингтоне. Известно, что похожее ухудшение памяти происходит при синдроме смены часового пояса, или джетлаге, причем в этом случае ухудшение наблюдали как у мышей, так и у человека. Очевидно, и при джетлаге, и при позднем ужине имеет место сбой биологических часов, что приводит к сходным последствиям. Однако стоит подчеркнуть, что в вышеописанной работе эксперименты ставили на мышах. Возможно, то же самое происходит и у нас с вами, тем не менее, полученные результаты все равно придется подтверждать в "человеческих" исследованиях.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2025