En un trabajo que desenmascara parte de la magia detrás de los memristores y la "memoria resistiva de acceso aleatorio, "o RRAM, componentes informáticos de vanguardia que combinan funciones de lógica y memoria, los investigadores han demostrado que las partículas metálicas de los memristores no se quedan quietas como se pensaba anteriormente.

Los hallazgos tienen amplias implicaciones para la industria de los semiconductores y más allá. Ellos enseñan, por primera vez, exactamente como recuerdan algunos memristores.

"La mayoría de la gente ha pensado que no se pueden mover partículas metálicas en un material sólido, "dijo Wei Lu, profesor asociado de ingeniería eléctrica e informática en la Universidad de Michigan. "En un líquido y un gas, es móvil y la gente lo entiende, pero en forma sólida no esperamos este comportamiento. Esta es la primera vez que se muestra ".

Los resultados podrían conducir a un nuevo enfoque para el diseño de chips, uno que implica el uso de señales eléctricas ajustadas para diseñar circuitos integrados después de su fabricación. Y también podría hacer avanzar la tecnología de memristor, que promete más pequeño, más rápido, chips y computadoras más baratos inspirados en cerebros biológicos, ya que podían realizar muchas tareas al mismo tiempo. Lu, quien lideró el proyecto, y sus colegas de la U-M y el Centro de Investigación Electrónica de Jülich en Alemania utilizaron microscopios electrónicos de transmisión para observar y registrar lo que les sucede a los átomos en la capa metálica de su memristor cuando lo exponen a un campo eléctrico. La capa de metal estaba revestida con el material dieléctrico dióxido de silicio, que se usa comúnmente en la industria de los semiconductores para ayudar a enrutar la electricidad. Observaron que los átomos de metal se convertían en iones cargados, agruparse con miles de otros en nanopartículas metálicas, y luego migrar y formar un puente entre los electrodos en los extremos opuestos del material dieléctrico.

Demostraron este proceso con varios metales, incluyendo plata y platino. Y dependiendo de los materiales involucrados y la corriente eléctrica, el puente se formó de diferentes maneras.

El puente, también llamado filamento conductor, permanece en su lugar después de que se apaga la energía eléctrica en el dispositivo. Entonces, cuando los investigadores vuelvan a encender la energía, el puente está ahí como un camino suave para que la corriente viaje a lo largo. Más lejos, el campo eléctrico se puede utilizar para cambiar la forma y el tamaño del filamento, o romper el filamento por completo, que a su vez regula la resistencia del dispositivo, o qué tan fácil puede fluir la corriente a través de él.

Las computadoras construidas con memristores codificarían información en estos diferentes valores de resistencia, que a su vez se basa en una disposición diferente de filamentos conductores.

Los investigadores de Memristor como Lu y sus colegas habían teorizado que los átomos de metal en los memristors se movían, pero los resultados anteriores habían producido filamentos de diferentes formas, por lo que pensaron que no habían concretado el proceso subyacente.

"Logramos resolver el enigma de las observaciones aparentemente contradictorias y al ofrecer un modelo predictivo que contabiliza los materiales y las condiciones, "dijo Ilia Valov, investigador principal en el Centro de Investigación de Materiales Electrónicos de Jülich. "También el hecho de que observamos el movimiento de partículas impulsado por fuerzas electroquímicas dentro de la matriz dieléctrica es en sí mismo una sensación".