I memristors sono una nuova classe di circuiti elettrici e potrebbero porre fine all'era del silicio e cambiare l'elettronica per sempre. Da quando HP ha sviluppato per la prima volta un prototipo funzionante con una pellicola di biossido di titanio nel 2008, gli ingegneri hanno cercato di perfezionare il modello.

Ora, i ricercatori della Michigan Technological University hanno realizzato un memristor ideale basato su nanosheet di disolfuro di molibdeno. Yun Hang Hu, il professore di scienza e ingegneria dei materiali Charles e Carroll McArthur, ha condotto la ricerca, che è stato pubblicato in Nano lettere questo gennaio.

Oltre il codice binario

Transistor a base di silicio, che è il componente principale dei chip per computer, funzionano utilizzando un flusso di elettroni. Se il flusso di elettroni viene interrotto in un transistor, tutte le informazioni sono perse. Però, i memristori sono dispositivi elettrici con memoria; la loro resistenza dipende dall'evoluzione dinamica delle variabili di stato interne. In altre parole, i memristori possono ricordare la quantità di carica che scorreva attraverso il materiale e conservare i dati anche quando l'alimentazione è spenta.

"I memristor possono essere utilizzati per creare chip di memoria superveloci con più dati a un minor consumo di energia", afferma Hu.

Inoltre, un transistor è limitato da codici binari:tutti gli uni e gli zeri che gestiscono Internet, Candy Crush giochi, Fitbit e computer di casa. In contrasto, i memristori funzionano in modo simile a un cervello umano utilizzando più livelli, effettivamente ogni numero compreso tra zero e uno. I memristors porteranno a una rivoluzione per i computer e offriranno la possibilità di creare un'intelligenza artificiale simile a quella umana.

"Diverso da un resistore elettrico che ha una resistenza fissa, un memristore possiede una resistenza dipendente dalla tensione." Hu spiega, aggiungendo che le proprietà elettriche di un materiale sono fondamentali. "Un materiale memristore deve avere una resistenza che può cambiare in modo reversibile con la tensione."

La sua ricerca ha rivelato che i nanosheet di disolfuro di molibdeno sono promettenti per i memristors. Il successo del materiale si riduce all'ingegneria delle strutture atomiche.

Un memristore ideale è simmetrico. La relazione tra corrente e tensione è pari, arrotondato e uguale in entrambi i quadranti. In realtà, i memristori di solito mostrano caratteristiche di corrente-tensione asimmetriche. Però, Il memristore di bisolfuro di molibdeno di Hu mostra la simmetria ideale. Ciò renderà il materiale più prevedibile e coerente poiché è stato sviluppato per l'uso in elettronica.

Per ottenere questa simmetria, Hu e il suo gruppo di ricerca hanno iniziato con il disolfuro di molibdeno sfuso, noto anche come il minerale molibdenite utilizzato come lubrificante industriale. Hanno poi manipolato l'atomica, disposizioni strutturali, denominate diverse fasi cristalline. Il materiale sfuso con una fase 2H funziona bene come un normale resistore, e per farne un memristore, il team ha rimosso gli strati molecolari. Questo processo di esfoliazione crea nanofogli di bisolfuro di molibdeno con fase 1T. I nanosheet con fase 1T mostrano una variazione reversibile della resistenza relativa alla tensione, necessaria per un memristore. I ricercatori hanno infine disperso i nanofogli sui due lati di una lamina d'argento per formare un memristore simmetrico.

"Questo materiale è nelle fasi iniziali per questa applicazione, " Hu dice, aggiungendo che nuovi materiali e migliori memristori potrebbero cambiare radicalmente il modo in cui i computer sono costruiti. Inizierà con chip per computer più piccoli e più veloci, ma poi indica il suo ufficio. "Questi materiali memristor saranno molto versatili, e un giorno, questa lavagna bianca e quella tazza di caffè potrebbero essere computer."

E avere un materiale memristor simmetrico ci avvicina a quel giorno.