Memristor

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En électronique, le memristor (ou memristance) est un composant électronique passif. Il a été décrit comme le quatrième composant passif, aux côtés des bien connus condensateur, résistor, et l'inductance^[1]^,^[2]. Le nom est formé du rapprochement des deux mots anglais memory resistor.

Un memristor stocke efficacement l’information car la valeur de sa résistance électrique change, de façon permanente, lorsqu’un courant est appliqué.^{[citation nécessaire]}. Là où une résistance classique apporte une valeur stable de résistance, un memristor peut avoir une valeur élevée de résistance interprétable dans un ordinateur comme un "1" en termes logiques, et une faible valeur peut être interprétée comme un "0." Ainsi, une donnée peut être enregistrée et réécrite par un courant de contrôle. Dans un certain sens, un memristor est une résistance variable qui, par la valeur de sa résistance, reflète sa propre histoire.^{[citation nécessaire]}

Le memristor a été prédit et décrit en 1971 par Leon Chua de UC Berkeley, dans un écrit de IEEE Transactions on Circuit Theory.^[3]

Depuis 1971, le memristor était un composant hypothétique, aucun exemple physique n’étant connu. En avril 2008 soit 37 ans plus tard, une implémentation physique du memristor a été reportée dans le journal Nature par une équipe de chercheurs des laboratoires HP.^[4]^[5]^[6]^[7]

Sommaire

1 Physique
2 Types
- 2.1 Pile électrique
- 2.2 Semiconducteur
3 Applications potentielles
4 Références
5 Voir aussi
- 5.1 Articles connexes
- 5.2 Liens externes

[modifier] Physique

Le memristor est un élément dans lequel le flux électrique (ou densité de champ électrique et de courant électrique) $Φ e$ est une fonction de la charge électrique q qui a traversé le composant. Soit, $Φ e = Φ e (q)$ . Le taux de changement de flux avec la charge

$M(q)=\frac{d\Phi_e}{dq}$

est connu en tant que memristance. Ceci est comparable aux autres trois éléments fondamentaux des circuits; résistance $(R(I)=\frac{dV}{dI})$ , condensateur $(\frac{1}{C(q)}=\frac{dV}{dq})$ et inductance $(L(I)=\frac{d\Phi_B}{dI})$ . Ici $q$ est la charge électrique, $I$ est le courant électrique, $V$ est le potentiel électrique et $Φ B$ est le flux magnétique.

Comme par ailleurs $V=\frac{d\Phi_e}{dt}$ et $I=\frac{dq}{dt}$ , il en résulte que la tension V aux bornes du memristor est liée au courant I par la valeur instantanée de la memristance:

$V(t) = M(q(t)) I(t) \,$

Ainsi à chaque instant donné, un memristor se comporte comme une résistance ordinaire. Cependant, sa "résistance" M(q) dépend de l’histoire du courant. Un memristor linéaire (celui pour lequel M est constant) n’est pas différentiable d’une résistance linéaire, avec M = R.

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[modifier] Types

[modifier] Pile électrique

Le memristor a été utilisé pour caractériser le comportement des piles électriques.^[8]

[modifier] Semiconducteur

L’intérêt des memristors a été vivement repris en 2007 quand une version expérimentale de semiconducteur a été annoncée^[9]^[10] par Stanley Williams^[11] de Hewlett Packard. Un composant semi-conducteur n’a pas pu être construit jusqu’à ce que le comportement inhabituel des nanomatériaux le rendit possible. HP a prototypé une mémoire à bascule/interrupteur matriciel (crossbar latch) en utilisant des composants pouvant contenir 100 gigabits dans un centimètre carré.^[12] Les mémoires flash ayant la densité la plus élevée stockent 16 Gbit dans la même surface, pour comparaison. La résistance des nouveaux composants pourrait être lue par un courant alternatif sans affecter la valeur comprise dans l’enregistrement.^[13]

Samsung possède un brevet américain d’application pour un memristor similaire à celui décrit par Williams.^[14]

[modifier] Applications potentielles

Les memristors semiconducteurs de Williams peuvent être combinés en transistors, bien plus petits que les transistors standards. Il peuvent également être façonnés mémoire de masse semiconducteur, qui permettrait une plus grande densité de données que les disques durs avec des temps d’accès similaires à la DRAM, remplaçant ainsi ces deux composants.^[15]

Certains brevets liés aux memristors apparaissent comme incluant des applications en logique programmable^[16], en traitement du signal^[17], en réseaux neuronaux ^[18], et en systèmes de contrôle^[19].

En informatique, ces composants permettraient d'écourter infiniment le temps d'allumage d'un ordinateur. Comme une ampoule, l'ordinateur serait allumé instantanément et dans l'état exact de la dernière utilisation. La rapidité ultime serait atteint avec ce composant d'après certains magazines spécialisés.