經過近 40 年，研究人員發現了一種用於電子電路的新型構建模組。而且至少有可能讓您不必隔天就給手機充電。位於加利福尼亞州帕洛阿爾託的惠普實驗室的科學家在《自然》雜誌上報告說，一種新型的奈米級電開關在斷電後會“記住”它是開還是關。（一奈米是十億分之一米。）
研究人員認為，憶阻器或記憶電阻器可能會成為構建非易失性計算機儲存器的有用工具，這種儲存器在斷電時不會丟失資料，或者使計算機行業保持滿足摩爾定律的步伐，即每 18 個月處理能力呈指數增長。
您可能還隱約記得中學科學課上的電路圖；那些一端有電池，另一端有燈泡的小盒子。有沒有印象？到目前為止，電氣工程師只有三個“無源”電路元件（那些會耗散電源能量的元件）[見下方註釋]：電容器積累電荷；電阻器（用燈泡表示）阻礙電流；電感器將電流轉換為磁場。
支援科學新聞
如果您喜歡這篇文章，請考慮訂閱來支援我們屢獲殊榮的新聞報道。 訂閱。 透過購買訂閱，您將幫助確保有關當今塑造我們世界的發現和想法的具有影響力的故事的未來。
1971 年，加州大學伯克利分校的研究員 Leon Chua 注意到該列表中的一個空白。電路元件表達了電荷、電流、電壓和磁通量這四個電磁量之間的成對關係。缺少的是電荷和磁通量之間的聯絡。Chua 將這種缺失的聯絡稱為憶阻器，並建立了一個粗略的例子來證明其關鍵特性：根據流過的電荷量，它變得或多或少具有電阻（或多或少具有導電性）。
惠普實驗室的物理學家 Stanley Williams 說，一位同事將 Chua 的工作引起他的注意後，他發現這將解釋他的團隊和其他奈米技術研究人員多年來製造的電子裝置中的各種奇怪行為。他說，當他意識到“要製造純憶阻器，你必須將其構建為隔離這種記憶功能”時，他的“大腦受到了衝擊”。
因此，他和他的同事在兩個鉑層之間插入了一層薄至三奈米的二氧化鈦 (TiO2) [見上圖]。部分 TiO2 層包含少量帶正電荷的凹坑（空位），通常氧原子會出現在那裡。他們向更靠近這些凹坑的電極施加交流電，使其在正負電荷之間擺動。
當帶正電時，電極會推動帶電空位並將它們散佈在整個 TiO2 中，從而增加流向第二個電極的電流。該小組報告說，當電壓反轉時，它將電流削減了一百萬倍。當研究人員關閉電流時，空位停止移動，這使憶阻器處於高電阻或低電阻狀態。“我們的物理模型告訴我們，憶阻狀態應該持續數年，”Williams 說。
Chua 說他沒想到有人會在他有生之年製造出憶阻器。“這太棒了，”他說。“我完全忘記了它。” 他說，惠普憶阻器比其他潛在的非易失性儲存技術具有優勢，因為基本製造工具已經到位。
Williams 補充說，憶阻器可以透過同步電路來加速微處理器，這些電路的頻率往往會彼此漂移，或者透過一次完成多個電晶體的工作來加速微處理器。
行業是否會採用它還有待觀察。 在一篇與該論文相關的社論中，休斯頓萊斯大學的奈米技術研究人員 James Tour 和 Tao He 指出，“即使考慮到替代電晶體，對於許多裝置工程師來說也是令人厭惡的，而憶阻器的概念將面臨艱難的接受之路。”
但他們寫道，憶阻器的概念很有前景，並補充說：“經受住時間考驗的往往是簡單的想法。”
注意：本文最初錯誤地指出電池是一種電容器。