Учёные IBM показали, что проводящее и изолирующее состояния оксидов металлов можно контролировать при помощи ионов кислорода, управляемых электрическим полем. Более того, оказалось, что после перевода материала в проводящее состояние оно самоподдерживается без внешнего вмешательства, в том числе без электропитания. Таким образом, перед нами постоянная память с ионным управлением.

«Способность понимать и управлять материей на размерном уровне, соответствующем атомам, позволяет нам создавать материалы и устройства, основывающиеся на принципах, которые полностью отличаются от информационных технологий, основанных на кремнии и доминирующих сегодня, — заявляет Стюарт Паркин (Stuart Parkin), один из разработчиков новых экспериментальных систем. — Переход от сегодняшних средств, базирующихся на заряде, к устройствам, использующим крохотные ионные потоки для обратимого управления состоянием материи, несёт в себе потенциал для создания новых типов мобильных гаджетов, приборов и изделий».

При этом миниатюрность и производительность таких устройств не дадут микроэлектронике упереться в потолок роста.

Пока электролит на основе ионной жидкости продемонстрировал свою эффективность лишь в отношении диоксида ванадия. Переход такого диоксида в металлическое состояние происходит при положительном заряде электролита. А обратный, в непроводящее состояние, — при отрицательном заряде ионной жидкости.

Рис. 1. Схема нового устройства, контролируемого ионной жидкостью (иллюстрация IBM).

Переход такого рода материалов из состояния металла в состояние изолятора изучался долгие годы. Однако только теперь IBM пришла к выводу, что именно кислород управляет таким поведением в оксидах металлов, подверженных воздействию сильного электрического поля.

Ранее обратимый переход подобного типа достигался при приложении тепла или механического давления — то есть при помощи воздействия, которое малопрактично при использовании в электронных устройствах повседневного применения.

Отчёт об исследовании опубликован в журнале Science.