En la carrera por construir una computadora que imite el enorme poder computacional del cerebro humano, los investigadores recurren cada vez más a los memristores, que pueden variar su resistencia eléctrica en función del recuerdo de la actividad pasada. Los científicos del Instituto Nacional de Estándares y Tecnología (NIST) han revelado ahora el misterioso funcionamiento interno de estos elementos semiconductores. que puede actuar como la memoria a corto plazo de las células nerviosas.

Así como la capacidad de una célula nerviosa para enviar señales a otra depende de la frecuencia con la que las células se han comunicado en el pasado reciente, la resistencia de un memristor depende de la cantidad de corriente que fluyó recientemente a través de él. Es más, un memristor retiene esa memoria incluso cuando la energía eléctrica está apagada.

Pero a pesar del gran interés en los memristores, Los científicos han carecido de una comprensión detallada de cómo funcionan estos dispositivos y aún tienen que desarrollar un conjunto de herramientas estándar para estudiarlos.

Ahora, Los científicos del NIST han identificado un conjunto de herramientas de este tipo y lo han utilizado para investigar más profundamente cómo funcionan los memristores. Sus hallazgos podrían conducir a un funcionamiento más eficiente de los dispositivos y sugerir formas de minimizar la fuga de corriente.

Brian Hoskins de NIST y la Universidad de California, Santa Bárbara, junto con los científicos del NIST Nikolai Zhitenev, Andrei Kolmakov, Jabez McClelland y sus colegas del NanoCenter de la Universidad de Maryland en College Park y el Instituto de Investigación y Desarrollo en Microtecnologías en Bucarest, informó los hallazgos en un reciente Comunicaciones de la naturaleza .

Para explorar la función eléctrica de los memristores, el equipo apuntó un haz de electrones muy enfocado a diferentes ubicaciones en un memristor de dióxido de titanio. El rayo liberó algunos de los electrones del dispositivo, que formaron imágenes ultranítidas de esos lugares. El rayo también indujo a cuatro corrientes distintas a fluir dentro del dispositivo. El equipo determinó que las corrientes están asociadas con las múltiples interfaces entre materiales en el memristor, que consta de dos capas metálicas (conductoras) separadas por un aislante.

"Sabemos exactamente de dónde viene cada una de las corrientes porque estamos controlando la ubicación del haz que induce esas corrientes, "dijo Hoskins.

Al crear imágenes del dispositivo, el equipo encontró varios puntos oscuros (regiones de conductividad mejorada) que indicaban lugares donde la corriente podría escaparse del memristor durante su funcionamiento normal. Estas vías de fuga residían fuera del núcleo del memristor, donde cambia entre los niveles de resistencia baja y alta que son útiles en un dispositivo electrónico. El hallazgo sugiere que reducir el tamaño de un memristor podría minimizar o incluso eliminar algunas de las vías de corriente no deseadas. Aunque los investigadores habían sospechado que ese podría ser el caso, carecían de orientación experimental sobre cuánto reducir el tamaño del dispositivo.

Debido a que las vías de fuga son pequeñas, que implican distancias de solo 100 a 300 nanómetros, "Probablemente no empezará a ver grandes mejoras hasta que reduzca las dimensiones del memristor en esa escala, "Dijo Hoskins.

Para su sorpresa, el equipo también descubrió que la corriente que se correlacionaba con el interruptor de resistencia del memristor no provenía del material de conmutación activo en absoluto, pero la capa de metal encima de ella. La lección más importante del estudio del memristor, Hoskins señaló, "es que no puede preocuparse simplemente por el interruptor resistivo, el punto de conmutación en sí, tienes que preocuparte por todo lo que lo rodea ". El estudio del equipo, él agregó, "es una forma de generar una intuición mucho más fuerte sobre lo que podría ser una buena forma de diseñar memristores".

Esta historia se vuelve a publicar por cortesía de NIST. Lea la historia original aquí.