幾十年來不受挑戰之後,晶體管的至高無上可能會結束。研究人員已經證明了一種新型的電子組件,可以代替晶體管作為計算機芯片的基礎,並導致更快,更強大,更少的能量屈光計計算機。

斯坦利·威廉姆斯(Stanley Williams)及其在加利福尼亞州帕洛阿爾托(Palo Alto)的HP Labs的合作者創建了一個令人驚訝的簡單新設備,稱為Memristor。該設備是帶有行李的電路的一部分:其歷史記錄決定了其電阻。根據最近應用於其的電壓,備忘錄將從充當絕緣體(“ OFF”)轉換為充當導體(“ ON”)和背部。
這種開關功能為工程師提供了一種構建操縱和存儲信息的電路的方式。威廉姆斯說:“突然之間,您的工具箱中有一個新工具。”威廉姆斯補充說,回憶錄的最直接優勢是,它們可以比晶體管堆積高達100倍的芯片。
幾十年來,電子產品的進度一直依賴於縮小計算機芯片的特徵,每兩年將每芯片的晶體管數量大約翻了一番 - 在英特爾聯合創始人戈登·摩爾之後,這種趨勢已被稱為摩爾定律。
但是工程師縮小基於晶體管的電子設備的能力正在迅速接近物理限制,摩爾定律有望在大約10年內撞到硬牆。加利福尼亞大學伯克利分校的電氣工程師萊昂·庫阿(Leon Chua)說,該Memristor提供了“繼續進步的另一種方法”,他於1971年首次提出了Memristor概念。
回憶錄可能會縮小到較小的尺寸,因為它們利用了使晶體管硬縮小的物理學的利用。晶體管是由半導體材料建造的。通過添加少量的稱為摻雜劑的雜質,可以對這些半導體的電子性質進行細微調節。但是電壓使摻雜原子在晶體管內移動。在納米尺度上,這種效果足以改變半導體的特性和降解性能,這是電氣工程師迄今為止被視為滋擾的。
威廉姆斯(Williams)的團隊通過將二氧化鈦的薄膜夾在兩個白金層之間,建造了備忘錄。通常,二氧化鈦是絕緣子。但是,在鉑層之間施加電壓會在膜的氧原子上施加力,將原子推向一側。隨著原子的移動,它們留下了二氧化鈦晶體結構中的差距。這種差距在電荷的晶體分佈中造成了不平衡,從而模擬了正離子的存在。間隙像半導體中的摻雜劑一樣起作用,並且像氧原子一樣向相反的方向移動。
這種間隙摻雜將鈦二氧化鈦變成了一個好的導體,因此,備忘錄切換到“ ON”。但是,如果電壓逆轉,氧原子會返回其位置,將備忘錄轉向“ OFF”,研究人員在5月1日中描述自然。
他說,過去,包括威廉姆斯在內的研究人員使用晶體管組合模擬了回憶錄的行為,但這是第一個“純回憶錄”。他和他的合作者去年還表明,基於Memristor的設備可以像晶體管一樣起作用並用於處理信息。
MEMRISTORS還可以存儲大量數據,代表ON狀態中的“ 1”,在OFF狀態中表示“ 0”。當設備被關閉時,數據不會丟失,類似於在閃存驅動器,手機和MP3播放器中無處不在的非驅動器內存。威廉姆斯說,他的實驗室已經建立了基於Memristor的計算機內存的原型,該原型比當前的閃存甚至是最先進的普通RAM高數十倍。
此外,他說,將備忘錄插入芯片中不需要對當前芯片生產方法進行實質性更改,因此批量生產應該是可行的。
Chua說,研究人員的實驗在展示候選人時也顯示了由於摻雜劑的遷移而顯示了普通晶體管的局限性。 “他們不僅構建了一個設備。他們表明,隨著您變得越來越小,晶體管將停止工作。”