Les memristors sont une nouvelle classe de circuits électriques et ils pourraient mettre fin à l'ère du silicium et changer l'électronique pour toujours. Depuis que HP a développé pour la première fois un prototype fonctionnel avec un film de dioxyde de titane en 2008, les ingénieurs ont cherché à perfectionner le modèle.

Maintenant, des chercheurs de la Michigan Technological University ont créé un memristor idéal basé sur des nanofeuillets de bisulfure de molybdène. Yun Hang Hu, le professeur Charles et Carroll McArthur de science et génie des matériaux, a dirigé la recherche, qui a été publié dans Lettres nano ce janvier.

Au-delà du code binaire

Transistors à base de silicium, qui est le composant principal des puces informatiques, travailler à l'aide d'un flux d'électrons. Si le flux d'électrons est interrompu dans un transistor, toutes les informations sont perdues. Cependant, les memristors sont des appareils électriques à mémoire; leur résistance dépend de l'évolution dynamique des variables d'état internes. En d'autres termes, memristors peut se souvenir de la quantité de charge qui traversait le matériau et conserver les données même lorsque l'alimentation est coupée.

« Les memristors peuvent être utilisés pour créer des puces mémoire ultra-rapides avec plus de données et moins de consommation d'énergie », explique Hu.

En outre, un transistor est confiné par des codes binaires - tous les uns et les zéros qui animent Internet, Jeux Candy Crush, Fitbits et ordinateurs personnels. En revanche, les memristors fonctionnent de la même manière qu'un cerveau humain utilisant plusieurs niveaux, en fait tous les nombres entre zéro et un. Memristors conduira à une révolution pour les ordinateurs et offrira une chance de créer une intelligence artificielle de type humain.

"Différent d'une résistance électrique qui a une résistance fixe, un memristor possède une résistance dépendante de la tension. » Hu explique, ajoutant que les propriétés électriques d'un matériau sont essentielles. "Un matériau memristor doit avoir une résistance qui peut changer de manière réversible avec la tension."

Ses recherches ont révélé que les nanofeuillets de bisulfure de molybdène sont prometteurs pour les memristors. Le succès du matériau se résume à l'ingénierie des structures atomiques.

Un memristor idéal est symétrique. La relation entre le courant et la tension est paire, arrondi et égal dans les deux quadrants. En réalité, Les memristors présentent généralement des caractéristiques courant-tension déséquilibrées. Cependant, Le memristor au bisulfure de molybdène de Hu montre la symétrie idéale. Cela rendra le matériau plus prévisible et cohérent au fur et à mesure qu'il sera développé pour une utilisation en électronique.

Pour obtenir cette symétrie, Hu et son équipe de recherche ont commencé avec le disulfure de molybdène en vrac, également connu sous le nom de molybdénite minérale utilisée comme lubrifiant industriel. Ils ont ensuite manipulé l'atome, dispositions structurelles, appelées phases cristallines différentes. Le matériau en vrac avec une phase 2H fonctionne bien comme une résistance régulière, et pour en faire un memristor, l'équipe a décollé les couches moléculaires. Ce processus d'exfoliation crée des nanofeuillets de bisulfure de molybdène avec une phase 1T. Les nanofeuillets avec la phase 1T présentent un changement réversible de résistance par rapport à la tension, nécessaire pour un memristor. Les chercheurs ont finalement dispersé des nanofeuillets sur les deux faces d'une feuille d'argent pour former un memristor symétrique.

"Ce matériau en est aux tout premiers stades de cette application, " Hu dit, ajoutant que de nouveaux matériaux et de meilleurs memristors pourraient changer radicalement la façon dont les ordinateurs sont construits. Cela commencera avec des puces informatiques plus petites et plus rapides, mais ensuite il fait le tour de son bureau. "Ces matériaux memristor seront très polyvalents, et un jour, ce tableau blanc et cette tasse à café pourraient être des ordinateurs."

Et avoir un matériau memristor symétrique nous rapproche de ce jour.