?

Log in

No account? Create an account

О мемристоре, кусочно-гладкой контрамоции и странностях жизни

« previous entry | next entry »
май. 13, 2008 | 11:19 am

-- Ребята,  --  сказал  я  замирающим  голосом,  --  а контрамоция обязательно должна быть непрерывной?
Некоторое время  они  не  реагировали.  Эдик  курил,  пуская  дым в потолок. Витька неподвижно лежал на животе,
а Роман бессмысленно  смотрел на меня. Потом глаза его расширились.      -- Полночь! -- сказал он страшным шепотом.
     Все вскочили.  Было  так,  точно я на кубковом матче забил решающий гол.  Они бросались на меня,  они слюнявили мне щеки,
они били меня  по спине и по шее,  они повалили меня на диван и повалились сами. "Умница!" -- вопил Эдик. 
"Голова!" -- ревел Роман.  "А я-то думал,  что ты у  нас дурак!" -- приговаривал грубый Корнеев. 



Два года назад в рамках дискуссии о "гамбургском счете" в науке я написал пост про одного знакомого мне человека. А у меня всплыл перед глазами живой пример. Американец азиатского происхождения, профессор помпезного университета в Калифорнии. Скорее, радиоинженер, чем математик. Назовем его Чу. У него был один звездный час. Он нашел очень простую фигню с очень нетривиальными эффектами. Находка позволяла ему говорить в определенных ситуациях "Лоренц и я". Не без основания. Чтобы дать первое представление о моем персонаже, замечу, что подробное описание обстоятельств находки появилось через 20 лет на правах научной статьи в издаваемом им к тому времени международном полноцветном журнале. Под названием типа "Как Чу открыл фигню Чу". Автор - Чу. Начиналась так: "Однажды я сидел в номере отеля в Сингапуре..."

Фигня, которую он придумал, заключалась в следующем. Все знают про аттрактор Лоренца и детерминистский хаос. Система Лоренца состоит из трех обыкновенных дифференциальных уравнений, два из которых содержат квадратичные нелинейности. Мой герой, моделируя несложную электрическую цепь, обнаружил, что тот же эффект возникает, если ограничиться кусочно-линейной нелинейностью в одном из трех уравнений. Получившийся объект оказался весьма привлекательным для математиков (можно было ловить самые разные эффекты и рисовать бифуркационные диаграммы чисто аналитически, в силу линейности) и для радиофизиков (относительно легко реализуемые на аппаратном уровне хаотические аттракторы обещали новые приборы, точнее, первооткрыватель обещал их американским ВМС, а те не скупились на гранты).

Вчера вечером, благодаря юзеру chitatel2008, мне пришлось признать свою ошибку. Звездный час Леона Чуа (теперь можно назвать его полное имя; нарисованный мною гротескный портрет меркнет в свете вновь обнаружившихся фактов) наступил только в апреле 2008-го года.

Американские специалисты создали мемристор — нелинейное сопротивление с памятью. Придумал его в 1971 году Леон Чуа (Leon Chua) из университета Калифорнии в Беркли, предсказав, что задумка должна стать четвёртым базовым элементом электроники после конденсатора, сопротивления и катушки индуктивности. Однако до сих пор мемристор оставался гипотетическим устройством, не имеющим физического воплощения. Теперь HP Labs построила мемристор на основе тонких плёнок диоксида титана с точно выверенным и неравным распределением атомов титана и кислорода на различных уровнях. В результате мемристор меняет своё электрическое сопротивление в зависимости от проходящего тока. Подробности работы её авторы изложили в своей статье в Nature.

К сожалению, мне недоступны ни статья в Nature, ни работа Chua, L.O.; “Memristor-the missing circuit element,” IEEE Transactions on Circuit Theory, Sept. 1971, vol. ct-18, (no. 5): 507-519. Уважаемые френды-физики и не только, интересно услышать Ваши комментарии относительно мемристора. А если кто сможет выслать статьи, моя благодарность будет безграничной.

P.S. Ну и "Слава НР!", само собой. Скоро уже 10 лет, как я сделал ставку на эту лошадку.

Link | Leave a comment | Поделиться

Comments {62}

პირველი ქართველი კოსმონავტი

вот мне как радиотехнику интересно

from: som
date: май. 13, 2008 08:43 am (UTC)
Link

то есть он запоминает своё сопротивление и оно может быть различным при одинаковой величине тока ? и как это запоминается ?

Reply | Thread

pussbigeyes

Re: вот мне как радиотехнику интересно

from: pussbigeyes
date: май. 13, 2008 08:55 am (UTC)
Link

Как раз в радиотехнике я слаб. Насколько я понял, сопротивление меняется в зависимости от силы тока, а если отключить питание, то запоминается последнее состояние. То есть, там не линейный закон Ома действует, а более сложое нелинейное соотношение, связанное со свойствами материала.

Reply | Parent | Thread

პირველი ქართველი კოსმონავტი

(no subject)

from: som
date: май. 13, 2008 09:20 am (UTC)
Link

меня как раз практическая сторона дела интересует.

Reply | Parent | Thread | Развернуть

chitatel2008

(no subject)

from: chitatel2008
date: май. 13, 2008 10:17 am (UTC)
Link

Насколько я на данный момент понимаю, они сделали двухслойный сэндвич. Сопротивление TiO2 сильно зависит от содержания кислорода. Один слой - "обычный" с нормальным содержанием атомов кислорода и высоким сопротивлением. Второй же слой каким-то образом легирован кислородными вакансиями, что делает его хорошим проводником. Пропуская ток, ребята из HP гоняют вакансии из слоя в слой, меняя тем самым сопротивление.

Reply | Thread

pussbigeyes

(no subject)

from: pussbigeyes
date: май. 13, 2008 10:24 am (UTC)
Link

Т.е. "обычный" слой играет роль собственно полупроводника - носителя информации, а второй используется для подпитки/отбора вакансий?

Reply | Parent | Thread

chitatel2008

(no subject)

from: chitatel2008
date: май. 13, 2008 03:31 pm (UTC)
Link

Похоже на то. Перегонку вакансий в "обычный" слой можно трактовать как перевод этого слоя в состояние "1", обратный процесс как возвращение в состояние "0". Но Вы, наверное уже прочитали статью в Nature и знаете лучше меня, что и как там происходит.

Reply | Parent | Thread

pussbigeyes

(no subject)

from: pussbigeyes
date: май. 13, 2008 04:52 pm (UTC)
Link

Да, примерно так. Ширина примесного слоя пропорциональна протекшему заряду, а поскольку сопротивление его намного меньше, чем обычного слоя, то общее сопротивление сэндвича зависит от протекшего заряда линейно.

Reply | Parent | Thread

Profi

(no subject)

from: profi
date: май. 13, 2008 10:24 am (UTC)
Link

Исходную статью выслал мылом

Reply | Thread

pussbigeyes

(no subject)

from: pussbigeyes
date: май. 13, 2008 10:25 am (UTC)
Link

Спасибо, получил, читаю.

Reply | Parent | Thread

Profi

(no subject)

from: profi
date: май. 13, 2008 10:28 am (UTC)
Link

Вторая тоже у тебя

Reply | Parent | Thread | Развернуть

Acsus

(no subject)

from: acsus
date: май. 13, 2008 07:54 pm (UTC)
Link

Да, была такая статья - недавно читал в сети, но не смогу вспомнить где.
На основе этого эффекта, энергичные ребята из Штатов уже успели сделать демо-образец памяти с очень внушительным соотношением обьёма хранимой информации к физическому размеру. Другие виды памяти отдыхают. И насколько я понимаю процесс, ячейки этой памяти будут неразрушимыми в отличии от Flesh Memory и HD.
Серию заявляют не ранее 2010го.
По поводу использования в аналоговых устройствах, я как электронщик затрудняюсь придумать хоть что-нибудь, куда это можно воткнуть. К тому же аналоговая техника медленно, но верно двигается ко всякого рода помойкам, что вполне естественно, хоть и обидно.

За вступление риспект. Захотелось перечитать (наверное уже 15й раз)

Reply | Thread

pussbigeyes

(no subject)

from: pussbigeyes
date: май. 13, 2008 08:17 pm (UTC)
Link

HP официально объявила о создании прототипа 30 апреля, за день до выхода статьи в Nature. Про серийный выпуск нигде не встречал. Вопрос же не только в создании чипа - нужно иметь, куда его втыкать. Пока говорят про принципиально меньшее энергопотребление, полуэнергонезависимую память ультровысокой плотности и нейронные сети в отдаленной перспективе.

По-моему, сам характер эффекта меняет аналого-цифровую парадигму: через n-ичные системы счисления к нечетким логикам и т.п. И с точностью вычислений совсем другая песня.

Reply | Parent | Thread

Acsus

(no subject)

from: acsus
date: май. 13, 2008 08:48 pm (UTC)
Link

Про нечёткую логику я читал давно, но там была криогенная установка "в нагрузку".
Я не думаю, что наука пока-что способна на что-либо подобное в смысле программного обеспечения.
Впрочем наука-то может и готова, но для массового производства и программирования пока за глаза хватает и того, что есть и даже более того, учитывая печальные примеры из жизни Мокрософта. Поэтому бинарная техника живёт и будет жить ещё долго, а сверхёмкая память, разумеется будет сделана и обкатана в первую очередь на обычных компах.
Ну и ещё хочется добавить, что аналоговое управление ячейками сведёт на нет все преимущества этого открытия, благодаря своей сложности. Создать нормированный ток на больших скоростях - весьма непростая проблема. Считать сопротивление ячейки - ещё бОльшая.
Но как бы там ни было, нам остаётся всего лишь ждать.

Reply | Parent | Thread | Развернуть

scholar_vit

(no subject)

from: scholar_vit
date: май. 13, 2008 08:19 pm (UTC)
Link

Куда прислать-то? Дайте e-mail

Reply | Thread

pussbigeyes

(no subject)

from: pussbigeyes
date: май. 13, 2008 08:28 pm (UTC)
Link

Спасибо-спасибо! Израильские друзья уже утолили мою жажду знаний. Интересные вещи в мире творятся.

Reply | Parent | Thread