作者:R. Stanley Williams 来源:《自然》 发布时间:2010-5-5 9:45:00
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忆阻器可进行布尔逻辑运算
 
美国惠普公司科学家4月8日在《自然》(Nature)杂志上撰文表示,他们在忆阻器(memristor)设计上取得重大突破,发现忆阻器可进行布尔逻辑运算,用于数据处理和存储应用。科学家认为,公众将在3年内看到忆阻器电路,其或许可取代目前似乎已经处于“穷途末路”的硅晶体管,最终改变整个电脑行业。
 
目前,最先进的晶体管的大小为30纳米到40纳米,比一个生物病毒还小(一个生物病毒约为100纳米),惠普纳米技术研究实验室的资深专家斯坦·威廉姆斯表示,惠普现正着手研究3纳米级的忆阻器,开、关的时间只需要十亿分之一秒。
 
他表示,3年内,该公司生产的基于忆阻器的闪存,1平方厘米将可以存储20G字节,这项技术有望成为低功耗计算机以及存储系统发展的里程碑。
 
忆阻器是一种有记忆功能的非线性电阻器,1971年由美国加州大学伯克利分校的电子工程师蔡少棠教授首次提出,但当时还没有纳米技术,他的发现因此被搁浅。
 
直到2008年5月,惠普科学家在《自然》(Nature)杂志撰文指出,他们终于成功研制出世界首个忆阻器。通过向其施加方向、大小不同的电压,可以改变其阻值。如果利用其不同阻值代表数字信号,在半导体电路中实现数据存储也大有前途。
 
忆阻器不同于电容器、电感器和电阻器这3种基本电路元件的地方是,忆阻器在关掉电源后,仍能记忆通过的电荷。这意味着,如果突然停机,然后重新启动,用户关机之前打开的所有应用程序和文件仍在屏幕上。目前,这种用途还不能被任何电阻器、电容器和电感器的电路组合所复制,因此,有业内专家认为,忆阻器是电子工程领域第4种基本电路元件。
 
研究人员去年在《美国国家科学院院刊》(PNAS)上撰文指出,他们设计出了一种新方法,可以从三维忆阻器阵列中存储和恢复数据。新方案可让设计人员以类似搭建摩天大楼的方式堆叠成千上万个忆阻器,创造出逼近极限的超致密计算设备。
 
威廉姆斯称,2008年到现在,其团队一直在提升忆阻器的开关速度,研究人员在实验室中测试证明,它们能够可靠地进行成千上万次读写。
 
此外,忆阻器也不同于IBM、英特尔等公司研发的新型存储芯片相变存储器(PCM),PCM利用材料的可逆转的相变来存储信息。同一物质可在诸如固体、液体、气体、冷凝物和等离子体等状态下存在,这些状态都称为相。相变存储器便是利用特殊材料在不同相间的电阻差异进行工作的。惠普公司表示,PCM的开关速度比较慢,可能需要更多的能量。 (来源:科技日报 刘霞)
 
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《自然》发表论文摘要(英文)
 
 
 
 
 
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