САНКТ-ПЕТЕРБУРГ, 2 августа. /ТАСС/. Ученые Санкт-Петербургского государственного электротехнического университета "ЛЭТИ" создали прототипы мемристеров - наноразмерных элементов, которые позволят создавать миниатюрные энергонезависимые детали, обладающие собственной памятью и функцией обработки информации. Подобные комплектующие в будущем должны стать основой компактных компьютеров на новых физических принципах, специалисты ЛЭТИ определили параметры, от которых зависит их функционирование, сообщили ТАСС в пресс-службе университета.
"В основе созданных учеными мемристоров лежат пленки нанометровой толщины из титаната бария - материала, поляризацией которого (смещением электрических зарядов в определенном направлении - прим. ТАСС) можно управлять при помощи электрического поля. Сам титанат бария (BaTiO3) является перспективным материалом для создания вычислительных устройств на новых физических принципах. Ученые ЛЭТИ определили физические параметры, от которых зависит управление элементами памяти этих устройств", - рассказали в пресс-службе.
Компьютеры на основе элементов со своей памятью
Как отметила профессор кафедры микро- и наноэлектроники ЛЭТИ Наталья Андреева, сегодня привычная нам вычислительная техника с кремниевыми компонентами в основе подходит к пределам своих возможностей по компактности, быстродействию и энергопотреблению. Одно из перспективных направлений - создание электроники на альтернативных физических принципах, в том числе на электрических элементах со своей памятью.
Разработку подобных элементов сейчас также ведут за рубежом. Мемристеры способны изменять значение своего сопротивления под действием напряжения и "запоминать" это состояние на длительное время. При этом для хранения этой информации элементу уже не нужна энергия, благодаря чему на их основе в перспективе можно создать энергонезависимые компоненты, которые могут хранить и обрабатывать информацию. Специалисты ЛЭТИ предложили свой вариант подобного элемента на основе перспективного материала, при этом они поставили фундаментальную задачу - выявить параметры, которые позволят в будущем управлять элементами на основе мемристеров.
Чтобы оценить эффективность материала для заданных целей и при этом изучить его поведение ученые провели серию экспериментов. Пленки помещали в условия сверхвысокого вакуума (т. е. при давлении на несколько порядков ниже того, что существует в космосе) и в разные температурные режимы - от минус 243 до плюс 26 градусов Цельсия. Параллельно проводились высокоточные измерения.
Для объяснения всех особенностей поведения материала была разработана специальная математическая модель. С ее помощью ученым удалось установить физические процессы, вследствие которых в пленках титаната бария изменяется резистивное состояние - то есть условия, при которых материал может становиться основой для энергонезависимых элементов со своей памятью.
"Полученные результаты - это значимый вклад в создание мемристоров с многоуровневой резистивной памятью, которые в перспективе могут лечь в основу нейроморфных компьютеров будущего", - добавила Андреева.
Об университете
Санкт-Петербургский государственный электротехнический университет "ЛЭТИ" был основан в 1886 году и стал первым в Европе высшим учебным заведением в области электротехники. Сегодня ЛЭТИ - один из ведущих технических университетов России и участник программы "Приоритет-2030". В университете обучается 11 тыс. студентов, среди его выпускников выдающиеся ученые, в том числе нобелевский лауреат Жорес Алферов.