Bell Labs ha creato un piccolo dispositivo elettronico nel 1947 che funzionava a temperature inferiori a quelle dei tubi e consumava molta meno energia. Inizialmente utilizzato come interruttore nella sua forma più elementare, ha fatto irruzione nei circuiti di radio, calcolatrici e telefoni e ha creato la tecnologia dei semiconduttori. Successivamente, spinti dalla ricerca spaziale, per sostituirli in applicazioni specifiche, sono emersi circuiti integrati, elaborazioni complesse e oggetti evoluti per consentire la memoria ad alta velocità. Tuttavia, anche la miniaturizzazione è limitata, e oggi è un interruttore binario (on-off) che regola lo stato di conducibilità interna in base alla resistenza della corrente che lo attraversa, ipotizzata negli anni '70 ma di recente fattibile. dispositivo elettronico che emula), sarà introdotto. .. Il dottor Mario Lanza, professore associato all'universitàKing Abdullah University of Science and Technology(Kaust), professore di scienza dei materiali e ingegneria a Jedda, Arabia Saudita, ha affermato che ciò che è successo al transistor sono stati i memristori nella tecnologia di commutazione È solo questione di tempo prima che diventi un nuovo standard e superi i transistor in termini di velocità ed efficienza. Lanza è il primo autore di un recente articolo pubblicato sulla rivista Science, che lavora su "Memristive Technology for Data Storage, Computing, Encryption, and Radio Frequency Communications". Sulla base dei risultati forniti da coautori dell'industria e del mondo accademico, questo documento è il primo a fornire un riepilogo completo dei dati che supportano i nuovi livelli di preparazione della tecnologia in tutti i materiali e le applicazioni.
"I memristori possono essere creati con un totale di 16 combinazioni, principalmente applicando quattro diversi materiali a molte applicazioni. Questo documento li copre tutti." , Lanza ha detto a Science. I criteri per la funzione del memristore e la raccolta dei risultati in queste varie configurazioni possono avere un impatto significativo sul campo.
Il professore prevede che le prestazioni dei memristori realizzati con materiali stratificati stiano migliorando rapidamente, consentendo molte altre combinazioni in futuro. Le attuali tecnologie dei chip hanno già raggiunto i limiti fondamentali della meccanica quantistica in termini di dimensioni. Pertanto, è impossibile realizzarli, poiché sono più piccoli del modo in cui li produciamo. I chip transistor non possono essere più piccoli della distanza interatomica. Il ridimensionamento non è un'opzione, quindi l'integrazione di una tecnologia di dimensioni nanometriche migliora la tecnologia memorabile. L'applicazione di un impulso di tensione crea un percorso per il flusso di corrente e interrompe l'isolamento. Quando la tensione viene rimossa, la struttura modificata del materiale rimane come un fantasma conduttivo, o memoria che può essere invertita e riportata allo stato iniziale quando la tensione viene applicata nuovamente. In questo modo, il memristore funge da interruttore polare che può commutare tra stati conduttivi e non conduttivi.
"I memristori sono come coltelli dell'esercito svizzero. Possono essere usati per una varietà di scopi", spiega Lanza. "Questo è un interruttore multi-stato che può essere regolato se sono necessari 25 stati stabili o instabili o 10 o 2 stati. La griglia può essere programmata per eseguire calcoli avanzati e ad alta velocità e consumare. Ha molta meno energia, molto meno spazio e viene utilizzato in più applicazioni. Altrimenti, richiederebbero più transistor per fare lo stesso lavoro. "
I quattro materiali non a base di silicio menzionati da Lanza nei suoi rapporti scientifici sono ossidi metallici come il biossido di afnio , cobalto, ferro e titanato di bario. Le principali applicazioni in cui vengono utilizzati i memristori sono l'archiviazione, l'informatica, la comunicazione e la crittografia. Le prestazioni possono essere regolate per soddisfare diversi requisiti tecnici in base ai materiali utilizzati e alla resistenza elettrica applicata. E anche se il concetto di memristor è stato dedotto e introdotto negli anni '70, questa tecnologia non ha avuto successo fino all'ultimo decennio. Oggi i memristori sono già inclusi in alcuni prodotti, come alcuni orologi, ma ci sono ancora molte applicazioni promettenti da esplorare e l'industria è una tecnologia per valutare l'uso commerciale futuro al di là dei dispositivi elettronici. Alcuni dei coautori del lavoro di
Lanza provengono dall'industria, in particolare dallaTaiwan Semiconductor Manufacturing Company(Tsmc). Questa è una multinazionale responsabile della produzione della maggior parte dei chip nel mondo. Più piccoli e più sofisticati, ma gli altri due sono di International Business Machines (Ibm) e sono una realtà che esiste in più di 170 paesi.
Le attuali previsioni di mercato mostrano che il mercato dei componenti elettronici nobili crescerà fino a 5,6 miliardi di dollari entro il 2026, con una crescita del 2% nel solo settore delle memorie. Ecco perché Lanza spera che un articolo pubblicato su Science incoraggi le aziende a investire in nuove tecnologie basate sulla memoria. Un commento importante viene da Meng-Fan Chang, Direttore della ricerca Tsmc e Professore alla National Tsing Hua University di New Province, Taiwan. Dovrebbe rivoluzionare l'industria della microelettronica".
