Scienziati della National Research Nuclear University MEPhI (Moscow Engineering Physics Institute), lavorando in collaborazione con ricercatori dell'Accademia Russa delle Scienze, hanno proposto nuovi materiali in cui si può realizzare l'effetto bipolare delle commutazioni resistive (BERS). In modo significativo, questi materiali potrebbero servire come base per lo sviluppo di un computer basato su memristori in grado di memorizzare ed elaborare i dati in modo simile ai neuroni del cervello umano. I risultati della ricerca sono stati pubblicati in Lettere materiali .

Il fenomeno BERS è un'area di ricerca popolare nelle scienze fondamentali e applicate. Può essere utilizzato per lo sviluppo di celle di memoria a due terminali non volatili, così come per i memristori, il quarto elemento fondamentale in elettronica. I memristors potrebbero servire come base per un nuovo approccio al trattamento dei dati, cosiddetto calcolo a membrana.

Il calcolo a membrana è un nuovo metodo di elaborazione dei dati in cui la memoria a breve termine (RAM) ea lungo termine (ROM) è gestita da elementi simili ai neuroni nel cervello umano. L'effetto della commutazione resistiva si verifica quando un campo elettrico esterno modifica la conduttività di un materiale di diversi gradi, realizzando così condizioni metastabili ad alta e bassa resistenza. Se la natura della commutazione dipende dalla direzione del campo elettrico, l'effetto è chiamato bipolare.

Il meccanismo fisico della commutazione stessa dipende dal tipo di materiale. Ciò può includere la formazione di canali conduttivi attraverso la migrazione di ioni metallici, la formazione di barriere Schottky, transizioni di fase metallo-isolante, e altri processi.

MEPhI è attualmente alla ricerca di nuovi materiali che possano dimostrare BERS. Prima, i ricercatori hanno scoperto che BERS può essere osservato in sistemi con una forte correlazione elettronica, per esempio., materiali ad alta magnetoresistenza e superconduttori ad alta temperatura.

Infine, gli scienziati hanno deciso a favore dei campi epitassiali che si formano sulla superficie di un substrato monocristallino di titanato di stronzio (l'epitassia è una crescita regolare e organizzata di una sostanza cristallina su un'altra). I ricercatori hanno dimostrato che questi campi possono essere utilizzati per creare memristori per una nuova generazione di computer.

"L'innovazione in questa ricerca sta nell'applicazione della litografia che consente di sviluppare la tecnologia per la miniaturizzazione degli elementi di memoria resistiva, " ha detto Andrej Ivanov, professore associato del Dipartimento di Fisica e Nanosistemi dello Stato Solido presso MEPhI.