Cientistas da Universidade Nacional de Pesquisa Nuclear MEPhI (Instituto de Engenharia Física de Moscou), trabalhando em cooperação com pesquisadores da Academia Russa de Ciências, propuseram novos materiais nos quais o efeito bipolar de chaveamentos resistivos (BERS) pode ser realizado. Significativamente, esses materiais podem servir de base para o desenvolvimento de um computador baseado em memristores que pode armazenar e processar dados de maneira semelhante aos neurônios do cérebro humano. Os resultados da pesquisa foram publicados em Cartas de Materiais .

O fenômeno BERS é uma área de pesquisa popular nas ciências fundamentais e aplicadas. Ele pode ser usado para desenvolver células de memória não voláteis de dois terminais, bem como para memristors, o quarto elemento fundamental na eletrônica. Memristors pode servir como base para uma nova abordagem ao processamento de dados, a chamada computação de membrana.

A computação de membrana é um novo método de processamento de dados em que a memória de curto prazo (RAM) e de longo prazo (ROM) são operadas por elementos semelhantes aos neurônios do cérebro humano. O efeito da comutação resistiva ocorre quando um campo elétrico externo altera a condutividade de um material em vários graus, realizando assim condições metaestáveis ​​de alta resistência e baixa resistência. Se a natureza da comutação depende da direção do campo elétrico, o efeito é denominado bipolar.

O mecanismo físico da troca em si depende do tipo de material. Isso pode incluir a formação de canais condutores por meio da migração de íons metálicos, a formação de barreiras Schottky, transições de fase metal-isolante, e outros processos.

O MEPhI está atualmente em busca de novos materiais que possam demonstrar a BERS. Mais cedo, os pesquisadores descobriram que a BERS pode ser observada em sistemas com uma forte correlação de elétrons, por exemplo., materiais com alta magnetorresistência e supercondutores de alta temperatura.

Eventualmente, os cientistas decidiram a favor de campos epitaxiais que se formam na superfície de um substrato monocristalino de titanato de estrôncio (epitaxia é o crescimento regular e organizado de uma substância cristalina em outra). Os pesquisadores provaram que esses campos podem ser usados ​​para criar memristores para uma nova geração de computadores.

“A inovação dessa pesquisa está na aplicação da litografia que permite desenvolver a tecnologia de miniaturização de elementos de memória resistiva, "disse Andrei Ivanov, professor associado do Departamento de Física do Estado Sólido e Nanosistemas do MEPhI.