记忆电阻

作用

　　当忆阻作为电器元件时，我们可以对其施加不同的电流，使其进入到不同的状态，并且忆阻元件会记住这种状态，即使是施加的电流消失后，仍然会保持着这种状态。换句话说，它可以充当非易失性闪存的替代品。

　　2000年之后，研究人员在多种二元金属氧化物和钙钛矿结构的薄膜中发现了电场作用下的电阻变化，并应用到了下一代非挥发性存储器——阻抗存储器(RRAM)中。2008年4月，惠普公司公布了基于TiO2的RRAM器件，并首先将RRAM和忆阻器联系起来。2009年12月，研究员可以构建一个忆阻组成的三维数组，可以存储每一个数据地址。因此，可以通过忆阻来存储和读取大量的信息。

发展

　　在1971年，非线性电路理论先驱、美国加利福尼亚大学伯克利分校的华裔科学家蔡少堂就从理论上预言，除电容、电感和电阻之外，电子电路还应该存在第四种基本元件——忆阻。实际上，忆阻是一种具有记忆功能的非线性电阻，可通过电流的变化控制其阻值的变化，如果将忆阻的高阻值和低阻值分别定义为１和０，就可以通过二进制的方式来存储数据。

　　如今，美国惠普公司实验室的斯坦·威廉斯和同事在进行极小型电路实验时终于制造出忆阻的实物模型。威廉斯等人在新一期英国《自然》杂志上撰文说，他们像制作三明治一样将一层纳米级的二氧化钛半导体薄膜夹在由铂制成的两个金属薄片之间。这些材料都是标准材料，制作忆阻的窍门是使其组成部分只有５纳米大小，也就是说仅相当于人的一根头发丝的１万分之一那么细。

　　科学家指出，只有在纳米尺度上，忆阻的工作状态才可以被察觉到。他们希望这种新元件能够给计算机的制造和运行方式带来革命性变革。科学家说，用忆阻电路制造出的计算机将能“记忆”先前处理的事情，并在断电后“冻结”这种“记忆”。这将使计算机可以反复立即开关，因为所有组件都不必经过“导入”过程就能即刻回复到最近的结束状态。

应用

　　忆阻器最简单的应用就是构造新型的非易失性随机存储器，或当计算机关闭后不会忘记它们曾经所处的能量状态的存储芯片 。研究人员称，今天的动态随机存储器所面临的问题是，当你关闭PC电源时，动态随机存储器就忘记了那里曾有过什么，所以下次打开计算机电源，你就必须坐在那儿等到所有需要运行计算机的东西都从硬盘装入到动态随机存储器。有了非易失性随机存储器，那个过程将是瞬间的，并且你的PC会回到你关闭时的相同状态。

　　研究人员称，忆阻器可让手机在使用数周或更久时间后无需充电，也可使笔记本电脑在电池电量耗尽后很久仍能保存信息。忆阻器也有望挑战目前数码设备中普遍使用的闪存 ，因为它具有关闭电源后仍可以保存信息的能力。利用这项新发现制成的芯片，将比目前的闪存更快地保存信息，消耗更少的电力，占用更少的空间。

柔性技术

　　柔性记忆电阻技术，是一种新型的记忆电阻技术。这种记忆电阻是由钛氧化物制成，钛氧化物是制作防晒油和牙膏等的常见材料。科学家们用这种氧化物制成柔性透明聚合物薄片，并在上面制出触点，便可将其用于制造记忆电阻。这种记忆体可以在低于10v的电压下工作，而且断电后也可以保存数据，材料的伸缩寿命是4000次。

　　美国标准技术研究所（NIST）的研究小组把用溶胶-凝胶法制备的液态钛氧化物喷涂在透明薄片上，并在室温下干燥，如此得到的产品可以在掉电状态下将数据保持14天。

　　上世纪70年代，人们首次提出了记忆电阻的概念，不过直到2008年惠普才开发出了有关的实际产品。记忆电阻可以在没有电流通过的情况下保存数据，而电阻的阻值会随着电流数值和电流方向的变化而发生明显的变化。

　　正常状态下，这种电阻的阻值很低，而如果改变电流方向则会出现阻值大幅增加的现象。这样就可以被应用在内存中，用来模拟数字信号的“0”和“1”。而这种阻值状态即使长时间掉电也不会发生变化，因此可以随时通过测量电阻的阻值来得到存储在其中的信息。NIST发明的记忆电阻技术则可以在掉电状态下将数据保存14天。

　　柔性记忆电阻技术可以用于制造柔性芯片，后者用途广泛，医学上还可以用于制造心率/血流监视器。