vesta777
عضو جدید
محققان کمپانی HPپس از37 سال راز چهارمین المان اصلی مداری را که تا کنون ناشناخته مانده بود گشودند.تمام دانشجویان و مهندسان برق با اجزای اساسی سه گانه مدارهای الکترونیکی به خوبی آشنایی دارند :مقاومت،خازن و سلف.همچنین می دانند که در سال 1971 پروفسور لئون چوا در دانشگاه بر کلی پیش بینی کرد که باید المان چهارمی هم وجود داشته باشد وآن را مقاومت با حافظه نامید.مشابه رابطه ولتاژ وجریان در مقاومت ها چوا با برقراری ارتباط بین بار الکتریکی وشار مغناطیسی المانی را تعریف کرد که مقدار مقاومت آن می تواند بر اثر عبور جریان گذرنده از آن تغییرکند و حتی پس از قطع ولتاژمقدار پیشین و مدت زمان اعمال آن را به مثابه یک حافظه نگه دارد.این ویژگی منحصر به فرد مشخصه شناسایی چنین المانی است.مهندسان خبره می دانند که این ویژگی اگرچه با ترکیبی از ترانزیستور و خازن قابل پیاده سازی است اما تعداد فراوانی ترانزیستور و خازن را باید در مداری پیچیده ترکیب کرد تا کار کرد فقط یک ممریستور را داشته باشند.در آن زمان کسی نمی دانست این المان را چگونه باید ساخت و کجا استفاده کرد.اما به لطف نانو الکترونیک و پس از تلاش فراوان محققین سرانجام ماه گذشته پیش بینی پروفسور چوا به واقعیت پیوست و مهندسان کمپانی HPبه سرپرستی پروفسور استنلی ویلیامز نخستین ممریستور جهان را در مجله معتبر Nature رو نمایی کردند. جالب اینکه در تمام این سال ها نشانه هایی از ممریستور به چشم می خورد. پروفسور ویلیامزمی گوید:در طول پنجاه سال اخیر گزارش های زیادی از عملکرد نا متعارف مشخصه ولتاژ- جریان منتشر شده است.وقتی به مقالات مراجعه کردم دیدم آنها به ممریستور رسیده اند اما از تفسیر آن ناتوان مانده اند.بدون معادلات مداری چوا نمی توان ممریستور را توصیف کرد.همان طور که می دانیم شش رابطه ریاضی بین کمیت های مداری امکان پذیر است. از میان این روابط دو رابطه بر اساس قوانین فیزیک و سه رابطه بر اساس خواص المان های مداری تعیین می شوند.پروفسور چوا رابطه ششم و در واقع وجود ممریستور را از طریق روابط ریاضی استنباط کرده بود.دی اکسید تایتانیم همچون سیلیکون یک نیمه هادی است، که می تواند یک ممریستور ایده ال باشد. ناخالصی های تزریق شده به این ماده ، در میدان های الکتریکی قوی ساکن نمی مانند و در جهت جریان، انباشته می شوند.اگرچه این قابلیت جابجایی MOBILITY) )در ترانزیستور ها مطلوب نیست اما به نظر می رسد همین ویژگی است که باعث کار کردن ممریستور می شود.اعمال یک ولتاژ بایاس به صفحه نازکی از دی اکسید تایتانیم که نا خالصی تنها به یک طرف ان اعمال شده است باعث می شود این نا خالصی ها تنها به طرف دیگر صفحه حرکت کنند و در نتیجه این جابجایی مقاومت کاهش پیدا کند.اعمال جریان در جهت مخالف این نا خالصی ها را به جای قبلیشان هدایت می کند و لذا مقاومت افزایش می یابد. کمپانی HP در این مرحله موفق به ساخت یک چیپ ممریستورCMOS سیلیکونی شده است. این تراشه در حال حاضر مراحل تست اولیه خود را طی می کند، همچنین کمپانیHP در حال مذاکره با آزمایشگاه مهندسی و علوم اعصاب است تا بتواند دستگاهی با قابلیت تقلید سیستم عصبی بسازد. زیرا پرفسور چوا معتقد است اتصالات بین سلول ها عصبی(Synapses )رفتار ممریستور وار از خودشان نشان می دهند و لذا ممریستور برای جای گزینی رفتار آنها مناسب به نظر می رسد. با طراحی مجدد بسیاری از مدارات با ممریستور می توان به همان کارکرد رسید در حالی که المان های کمتری استفاده شده است و لذا هزینه و مصرف توان نیز کاهش پیدا کرده است.محققان امیدوارند که از ترکیب ممریستور با المان های متداول در طراحی مدارات، سیستمی بسازند که قادر به انجام محاسبات غیر بولین باشد و با الگو برداری از عملکرد Synapsesبتوانند محاسبات پیچیده را-که برای یک سیستم دیجیتال بسیار زمان بر است-به صورت آنالوگ انجام دهد. به اعتقاد محققان HP حافظه ای که بر اساس ممریستور ساخته شود می تواند هزار برابر از حافظه مغناطیسی رایج سریعتر باشد و در عین حال مصرف توان کمتری نیز داشته باشد.پیش بینی می شود که کامپیوتر های نسل آینده مجهز به ممریستور به ری بوت کردن نیازی نداشته باشد. به تعبیر پرفسور استنلی ویلیامز،می توانید تمام فایل های خود را باز بگذارید و کامپیوتر خود را خاموش کنید و به یک تعطیلات دو هفته ای بروید .وقتی بر گشتید و کامپیوتر خود را روشن کردید می بینید تمام فایل ها ی شما به همان صورتی که روی صفحه باز گذاشته بودید ظاهر می شوند!
