Метод оптической спектроскопии для изучения свойств мемристоров позволил по-новому взглянуть на процессы, протекающие в них. Физики использовали этот неразрушающий метод для изучения механизмов дрейфа и возникновения кислородных пузырьков в активной области мемристоров.

Работа опубликована в журнале Nature electronics.

Свойства мемристора скрыты в его названии — он обладает памятью (memory) и сопротивлением (resistance). Память непосредственно связана с гистерезисным характером зависимости тока через мемристор от поданного на него напряжения. Это значит, что сопротивление элемента будет зависеть от того, что происходило с ним до этого.

Если сначала пропустить ток через мемристор в одном направлении и после этого измерить его сопротивление, то он не совпадет с тем, что получится при пропускании тока в обратном направлении. Таким образом, можно задавать определенное состояние мемристора, которое он будет хранить даже без подачи на него напряжения. А компьютеры с мемристорами в качестве оперативной памяти не будут требовать загрузки системы, потому что даже после выключения будут хранить информацию о своем последнем состоянии.

Ученым потребовалось 37 лет для того, чтобы перейти от теории к практике и создать элемент, который смог продемонстрировать некоторые свойства мемристора. Обычно, мемристор состоит из двух электродов, к которым можно подавать напряжение, и активного слоя между ними. Между электродами могут возникать или исчезать токопроводящие нити, в роли которых чаще всего выступают мостики из ионов кислорода. Иногда ионы могут окисляться и приводить к возникновению пузырьков кислорода, что влияет на работу устройства в целом.

Все эти процессы необходимо изучать и исследовать для того, чтобы создавать более совершенные элементы. Однако, методы измерения характеристик мемристоров зачастую имеют множество недостатков и могут быть разрушающими.

Ученые под руководством Джереми Баумберга (Jeremy Baumberg) из Кембриджского университета использовали метод оптической спектроскопии для изучения процессов, которые возникают в мемристоре.