Memristores são dispositivos elétricos de dois terminais que exibem comportamento de comutação resistivo à memória. Eles são feitos de materiais que podem alterar sua resistência quando uma tensão é aplicada, e essa alteração na resistência pode ser mantida mesmo quando a tensão é removida. Isso torna os memristores ideais para uso em aplicações de memória não volátil, como memória flash e unidades de estado sólido.

A estrutura básica de um memristor é um capacitor metal-isolante-metal (MIM), com uma fina camada de material isolante imprensada entre dois eletrodos metálicos. Quando uma voltagem é aplicada aos eletrodos, o campo elétrico faz com que os íons da camada isolante se movam, criando um filamento condutor entre os eletrodos. Este filamento condutor diminui a resistência do memristor, e esta mudança na resistência pode ser mantida mesmo quando a tensão é removida.

A chave para entender como funcionam os memristores é o conceito de “efeito memristivo”. O efeito memristivo é a capacidade de um material alterar sua resistência em resposta ao fluxo de corrente elétrica. Este efeito é causado pelo movimento de íons dentro do material, o que altera a condutividade do material.

Experimentos demonstraram que os memristores podem ser usados ​​para criar uma variedade de dispositivos eletrônicos, incluindo células de memória, portas lógicas e até mesmo dispositivos de computação neuromórficos. Os memristores ainda estão nos estágios iniciais de desenvolvimento, mas têm o potencial de revolucionar a indústria eletrônica.

Aqui está uma explicação mais detalhada dos experimentos que demonstram como funcionam os memristores:

* Capacitores metal-isolante-metal (MIM): Em um capacitor MIM, uma fina camada de material isolante é colocada entre dois eletrodos metálicos. Quando uma voltagem é aplicada aos eletrodos, o campo elétrico faz com que os íons da camada isolante se movam, criando um filamento condutor entre os eletrodos. Este filamento condutor diminui a resistência do capacitor, e esta mudança na resistência pode ser mantida mesmo quando a tensão é removida.
* Formação de filamentos condutores: A formação do filamento condutor é uma parte fundamental do efeito memristivo. O filamento condutor é criado quando o campo elétrico na camada isolante se torna forte o suficiente para superar a atração coulombiana entre os íons. Uma vez formado o filamento condutor, ele fornece um caminho para os elétrons fluirem entre os eletrodos, diminuindo a resistência do capacitor.
* Histerese memristiva: O efeito memristivo pode ser observado traçando a resistência de um memristor em função da tensão aplicada. Este gráfico é conhecido como loop de histerese memristiva. O circuito de histerese mostra que a resistência do memristor aumenta à medida que a tensão aumenta e depois diminui à medida que a tensão diminui. Este comportamento se deve à formação e ruptura do filamento condutor.

Esses experimentos demonstram os princípios básicos de como funcionam os memristores. Os memristores ainda estão nos estágios iniciais de desenvolvimento, mas têm o potencial de revolucionar a indústria eletrônica.