Des scientifiques de l'Université nationale de recherche nucléaire MEPhI (Moscow Engineering Physics Institute), en collaboration avec des chercheurs de l'Académie des sciences de Russie, ont proposé de nouveaux matériaux dans lesquels l'effet bipolaire des commutations résistives (BERS) peut être réalisé. Significativement, ces matériaux pourraient servir de base au développement d'un ordinateur basé sur des memristors capables de stocker et de traiter des données d'une manière similaire aux neurones du cerveau humain. Les résultats de la recherche ont été publiés dans Matériaux Lettres .

Le phénomène BERS est un domaine de recherche populaire en sciences fondamentales et appliquées. Il peut être utilisé pour développer des cellules mémoire non volatiles à deux bornes, ainsi que pour les memristors, le quatrième élément fondamental de l'électronique. Memristors pourrait servir de base à une nouvelle approche du traitement des données, ce qu'on appelle le calcul membranaire.

L'informatique membranaire est une nouvelle méthode de traitement des données dans laquelle la mémoire à court terme (RAM) et à long terme (ROM) est exploitée par des éléments similaires aux neurones du cerveau humain. L'effet de la commutation résistive se produit lorsqu'un champ électrique externe modifie la conductivité d'un matériau de plusieurs degrés, réalisant ainsi des conditions métastables hautement résistives et faiblement résistives. Si la nature de la commutation dépend du sens du champ électrique, l'effet est appelé bipolaire.

Le mécanisme physique de la commutation elle-même dépend du type de matériau. Cela peut inclure la formation de canaux conducteurs via la migration d'ions métalliques, la formation de barrières Schottky, transitions de phase métal-isolant, et d'autres processus.

MEPhI recherche actuellement de nouveaux matériaux pouvant démontrer le BERS. Plus tôt, les chercheurs ont découvert que le BERS peut être observé dans des systèmes avec une forte corrélation électronique, par exemple., matériaux à haute magnétorésistance et supraconducteurs à haute température.

Finalement, les scientifiques ont opté pour des champs épitaxiaux qui se forment à la surface d'un substrat monocristallin de titanate de strontium (l'épitaxie est une croissance régulière et organisée d'une substance cristalline sur une autre). Les chercheurs ont prouvé que ces champs peuvent être utilisés pour créer des memristors pour une nouvelle génération d'ordinateurs.

"L'innovation dans cette recherche réside dans l'application de la lithographie qui permet de développer la technologie de miniaturisation des éléments de mémoire résistifs, " a déclaré Andreï Ivanov, professeur agrégé du Département de Physique du Solide et Nanosystèmes du MEPhI.