หลังจากผ่านไปหลายทศวรรษโดยไม่มีใครขัดขวาง อำนาจสูงสุดของทรานซิสเตอร์อาจถึงจุดสิ้นสุด นักวิจัยได้สาธิตส่วนประกอบอิเล็กทรอนิกส์ชนิดใหม่ที่สามารถแทนที่ทรานซิสเตอร์ในฐานะส่วนประกอบสำคัญของชิปคอมพิวเตอร์ และนำไปสู่คอมพิวเตอร์ที่เร็วขึ้น ทรงพลังขึ้น และกินพลังงานน้อยลง
Memristors เป็นชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์ที่สามารถเก็บข้อมูลได้เมื่อมีการเปลี่ยนแปลงความต้านทานไฟฟ้า ภาพจากกล้องจุลทรรศน์แรงปรมาณูนี้แสดงเมมริสเตอร์ 17 ชิ้น (ปรากฏเป็นสีเหลือง) ประกบระหว่างสายแพลทินัมคู่ขนาน (แต่ละเส้นกว้างประมาณ 50 นาโนเมตร) และเส้นไขว้เส้นเดียว
ใหม่ PARADIGM Memristors
เป็นชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์ที่สามารถเก็บข้อมูลได้เมื่อมีการเปลี่ยนแปลงของความต้านทานไฟฟ้า ภาพจากกล้องจุลทรรศน์แรงปรมาณูนี้แสดงเมมริสเตอร์ 17 ชิ้น (ปรากฏเป็นสีเหลือง) ประกบระหว่างสายแพลทินัมคู่ขนาน (แต่ละเส้นกว้างประมาณ 50 นาโนเมตร) และเส้นไขว้เส้นเดียว
เจเจ หยาง/เอชพี แล็บส์
Stanley Williams และผู้ร่วมงานของเขาที่ HP Labs ในเมือง Palo Alto รัฐแคลิฟอร์เนีย ได้สร้างอุปกรณ์ใหม่ที่เรียบง่ายอย่างน่าประหลาดใจที่เรียกว่า memristor อุปกรณ์นี้เป็นชิ้นส่วนของวงจรไฟฟ้าที่มีสัมภาระ: ประวัติของอุปกรณ์กำหนดความต้านทานไฟฟ้า ขึ้นอยู่กับแรงดันไฟฟ้าที่เพิ่งจ่ายไป เมมริสเตอร์จะเปลี่ยนจากการทำหน้าที่เป็นฉนวน (“ปิด”) ไปเป็นตัวนำ (“เปิด”) และย้อนกลับ
ความสามารถในการเปิด-ปิดนี้ช่วยให้วิศวกรสามารถสร้างวงจรที่จัดการและจัดเก็บข้อมูลได้ “ทันใดนั้น คุณมีเครื่องมือใหม่ในกล่องเครื่องมือของคุณ” วิลเลียมส์กล่าว ข้อได้เปรียบที่สุดของเมมริสเตอร์ วิลเลียมส์เสริม คือสามารถบรรจุลงในชิปได้หนาแน่นกว่าทรานซิสเตอร์ถึง 100 เท่า
เป็นเวลาหลายทศวรรษแล้วที่ความก้าวหน้าในอุปกรณ์
อิเล็กทรอนิกส์อาศัยการลดขนาดคุณสมบัติของชิปคอมพิวเตอร์ โดยเพิ่มจำนวนทรานซิสเตอร์ต่อชิปประมาณสองเท่าทุกๆ สองปี ซึ่งเป็นแนวโน้มที่รู้จักกันในชื่อกฎของมัวร์ ตามหลังกอร์ดอน มัวร์ ผู้ร่วมก่อตั้งบริษัทอินเทล
แต่ความสามารถของวิศวกรในการลดขนาดอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่ใช้ทรานซิสเตอร์กำลังใกล้ถึงขีดจำกัดทางกายภาพอย่างรวดเร็ว และคาดว่ากฎของมัวร์จะถึงจุดแตกหักในอีกประมาณ 10 ปีข้างหน้า memristor นำเสนอ “ทางเลือกอื่นเพื่อความก้าวหน้าต่อไป” Leon Chua วิศวกรไฟฟ้าแห่งมหาวิทยาลัยแคลิฟอร์เนีย เบิร์กลีย์ ผู้เสนอแนวคิด memristor ในปี 1971 กล่าว
Memristors สามารถย่อขนาดให้เล็กลงได้เนื่องจากใช้ประโยชน์จากฟิสิกส์ที่ทำให้ทรานซิสเตอร์หดตัวยาก ทรานซิสเตอร์สร้างขึ้นจากวัสดุเซมิคอนดักเตอร์ คุณสมบัติทางอิเล็กทรอนิกส์ของสารกึ่งตัวนำเหล่านี้ได้รับการปรับแต่งอย่างละเอียดโดยการเติมสารเจือปนจำนวนเล็กน้อยที่เรียกว่าสารเจือปน แต่แรงดันไฟฟ้าทำให้อะตอมเจือปนเคลื่อนที่ภายในทรานซิสเตอร์ ที่ระดับนาโนเมตร ผลกระทบนี้รุนแรงพอที่จะเปลี่ยนคุณสมบัติของเซมิคอนดักเตอร์และทำให้ประสิทธิภาพการทำงานลดลง ซึ่งเป็นสิ่งที่วิศวกรไฟฟ้ามองว่าเป็นสิ่งที่น่ารำคาญ
ทีมของวิลเลียมส์สร้างเมมริสเตอร์โดยการประกบฟิล์มบางของไททาเนียมไดออกไซด์ระหว่างชั้นแพลทินัมสองชั้น โดยปกติไททาเนียมไดออกไซด์เป็นฉนวน แต่การใช้แรงดันไฟฟ้าระหว่างชั้นแพลทินัมจะทำให้เกิดแรงกับอะตอมออกซิเจนของฟิล์ม ผลักอะตอมไปทางด้านหนึ่ง ขณะที่อะตอมเคลื่อนที่ พวกมันทิ้งช่องว่างไว้ในโครงสร้างผลึกของไททาเนียมไดออกไซด์ ช่องว่างดังกล่าวสร้างความไม่สมดุลในการกระจายประจุไฟฟ้าของคริสตัล จำลองการมีอยู่ของไอออนบวก ช่องว่างทำหน้าที่เหมือนสารเจือปนในเซมิคอนดักเตอร์ และเคลื่อนไปในทิศทางตรงกันข้ามกับอะตอมของออกซิเจน
การเติมช่องว่างดังกล่าวจะเปลี่ยนไททาเนียมไดออกไซด์ให้เป็นตัวนำไฟฟ้าที่ดี ดังนั้น memristor จึงเปลี่ยนเป็น “เปิด” แต่ถ้าแรงดันไฟฟ้าถูกย้อนกลับ อะตอมของออกซิเจนจะกลับไปที่เดิม ทำให้ memristor กลับไปเป็น “ปิด” นักวิจัยอธิบายไว้ในNature 1 พฤษภาคม
ในอดีต นักวิจัยรวมถึงวิลเลียมส์ได้จำลองพฤติกรรมของเมมริสเตอร์โดยใช้ทรานซิสเตอร์ผสมกัน แต่นี่เป็น “เมมริสเตอร์บริสุทธิ์” ตัวแรก เขากล่าว เขาและผู้ทำงานร่วมกันยังได้แสดงเมื่อปีที่แล้วว่าอุปกรณ์ที่ใช้เมมริสเตอร์สามารถทำหน้าที่เหมือนทรานซิสเตอร์และใช้ในการประมวลผลข้อมูลได้
รักษาตัวเอง
ลุยเลย! คุณสมควรได้รับข่าววิทยาศาสตร์
ติดตาม
Memristors ยังสามารถเก็บบิตข้อมูล โดยแทนค่า “1” ในสถานะเปิดและ “0” ในสถานะปิด และข้อมูลจะไม่สูญหายเมื่อปิดเครื่อง คล้ายกับหน่วยความจำที่ไม่ใช่ฮาร์ดไดรฟ์ที่มีอยู่ทั่วไปในแฟลชไดรฟ์ โทรศัพท์มือถือ และเครื่องเล่น MP3 วิลเลียมส์กล่าวว่าห้องปฏิบัติการของเขาได้สร้างต้นแบบหน่วยความจำคอมพิวเตอร์ที่ใช้เมมริสเตอร์ซึ่งมีความหนาแน่นมากกว่าหน่วยความจำแฟลชในปัจจุบันหลายสิบเท่า หรือแม้แต่แรมธรรมดาที่ล้ำสมัย
ยิ่งไปกว่านั้น เขากล่าวว่า การใส่เมมริสเตอร์ลงในชิปไม่จำเป็นต้องมีการเปลี่ยนแปลงวิธีการผลิตชิปในปัจจุบันมากนัก ดังนั้นการผลิตจำนวนมากจึงควรเป็นไปได้
Credit : walkofthefallen.com
missyayas.com
siouxrosecosmiccafe.com
halkmutfagi.com
synthroidtabletsthyroxine.net
sarongpartyfrens.com
finishingtalklive.com
somersetacademypompano.com
michaelkorscheapoutlet.com
catwalkmodelspain.com
