メモリスタの基本構造は、金属挿入剤（MIM）コンデンサであり、2つの金属電極の間に挟まれた断熱材の薄い層があります。電極に電圧が印加されると、電界は絶縁層内のイオンを移動させ、電極間に導電性フィラメントを作成します。この導電性フィラメントは、メモリスタの抵抗を低下させ、電圧が除去された場合でも抵抗の変化を保持できます。
メムリスターがどのように機能するかを理解するための鍵は、「メムリッシュ効果」の概念です。記憶力は、電流の流れに応じて材料が抵抗を変化させる能力です。この効果は、材料内のイオンの動きによって引き起こされ、材料の導電率が変化します。
実験では、メモリスタを使用して、メモリセル、論理ゲート、さらには神経形態のコンピューティングデバイスなど、さまざまな電子デバイスを作成できることが実証されています。メモリスタはまだ開発の初期段階にありますが、エレクトロニクス業界に革命をもたらす可能性があります。
以下は、メンバーズの仕組みを示す実験のより詳細な説明を示します。
* 金属 - insurator-Metal（MIM）コンデンサ： MIMコンデンサでは、断熱材の薄い層が2つの金属電極の間に挟まれています。電極に電圧が印加されると、電界は絶縁層内のイオンを移動させ、電極間に導電性フィラメントを作成します。この導電性フィラメントはコンデンサの抵抗を低下させ、電圧が除去された場合でも抵抗の変化を保持できます。
* 導電性フィラメント形成： 導電性フィラメントの形成は、記憶効果の重要な部分です。導電性フィラメントは、絶縁層の電界がイオン間のクーロン誘引を克服するのに十分な強さになると作成されます。導電性フィラメントが形成されると、電子が電極間を流れる経路を提供し、コンデンサの抵抗を下げます。
* memristiveヒステリシス： メモリスタの抵抗を印加電圧の関数としてプロットすることにより、メモリス性効果を観察できます。このプロットは、Memristiveヒステリシスループとして知られています。ヒステリシスループは、電圧が増加するにつれてメモリスタの抵抗が増加し、電圧が低下すると減少することを示しています。この動作は、導電性フィラメントの形成と破裂によるものです。
これらの実験は、メモリスタの仕組みの基本原則を示しています。メモリスタはまだ開発の初期段階にありますが、エレクトロニクス業界に革命をもたらす可能性があります。
