(PhysOrg.com) -- Onderzoekers van Hewlett Packard en de Universiteit van Californië, Santa Barbara, hebben in ongekend detail de fysische en chemische eigenschappen geanalyseerd van een elektronisch apparaat waarvan computeringenieurs hopen dat het de computer zal transformeren.

memristors, afkorting voor geheugenweerstanden, zijn een nieuw begrepen circuitelement voor de ontwikkeling van elektronica en hebben experts geïnspireerd om manieren te zoeken om het gedrag van onze eigen hersenactiviteit in een computer na te bootsen.

Onderzoek, vandaag gepubliceerd, Maandag, 16 mei, in IOP Publishing's Nanotechnologie , legt uit hoe de onderzoekers zeer gerichte röntgenstralen hebben gebruikt om de fysische en chemische eigenschappen van deze elektronische apparaten op nanoschaal in kaart te brengen.

Men denkt memristors, met de mogelijkheid om de totale elektronische lading die er doorheen gaat te 'herinneren', zullen van het grootste voordeel zijn wanneer ze kunnen werken als synapsen in elektronische circuits, het nabootsen van het complexe netwerk van neuronen in de hersenen, ons eigen waarnemingsvermogen mogelijk maken, denk en onthoud.

Het nabootsen van biologische synapsen - de verbindingen tussen twee neuronen waar informatie in onze hersenen wordt verzonden - zou kunnen leiden tot een breed scala aan nieuwe toepassingen, inclusief semi-autonome robots, als complexe netwerken van neuronen kunnen worden gereproduceerd in een kunstmatig systeem.

Om het enorme potentieel van memristors te benutten, onderzoekers moeten eerst de fysieke processen begrijpen die op zeer kleine schaal plaatsvinden binnen de memristors.

Memristors hebben een zeer eenvoudige structuur - vaak slechts een dunne film gemaakt van titaniumdioxide tussen twee metalen elektroden - en zijn uitgebreid bestudeerd in termen van hun elektrische eigenschappen.

Voor de eerste keer, onderzoekers hebben de fysieke eigenschappen van memristors op een niet-destructieve manier kunnen bestuderen, waardoor een meer gedetailleerd inzicht ontstaat in de chemie en structuurveranderingen die optreden wanneer het apparaat in werking is.

Met behulp van een combinatie van technieken konden de onderzoekers het exacte kanaal bestuderen waar de weerstandswisseling van memristors plaatsvindt.

Ze gebruikten zeer gerichte röntgenstralen om het ongeveer honderd nanometer brede kanaal te lokaliseren en in beeld te brengen waar het schakelen van weerstand plaatsvindt, die vervolgens zou kunnen worden ingevoerd in een wiskundig model van hoe de memristor opwarmt.

John Paul Strachan van de onderzoeksgroep nano-elektronica, Hewlett-Packard Labs, Californië, zei:"Een van de grootste hindernissen bij het gebruik van deze apparaten is begrijpen hoe ze werken:het microscopische beeld van hoe ze zo'n enorme en omkeerbare verandering in weerstand ondergaan.

"We hebben nu een direct beeld van het thermische profiel dat tijdens elektrische bediening zeer gelokaliseerd is rond dit kanaal, en zal waarschijnlijk een grote rol spelen bij het versnellen van de fysica die het memristieve gedrag aanstuurt."

Dit onderzoek verschijnt als onderdeel van een speciale uitgave over niet-vluchtig geheugen op basis van nanostructuren.