介紹的兩種未來的電子器件就是“憶阻器和石墨烯”。近年來隨著各國電子界對兩者研究的深入，樣品的出現(xiàn)，證實了理論的可行，引起了業(yè)內高度的重視。對于它們的功能和未來的作用預測頗多。有的認為猶如晶體管替代電子管那樣將會出現(xiàn)一場“革命”。如今，國內很多學術及研究單位都已投入研究開發(fā)。本文僅根據(jù)收集到的一些資料對它們的原理和未來做一些介紹。
一、憶阻器(Memristor)
1，原理和現(xiàn)狀
憶阻器是一種通過控制電流的變化可改變其阻值，有記憶功能的非線性電阻。美國加州大學伯克利分校的華人科學家蔡少棠于1971年，從理論上預言存在除電阻器、電容器和電感器外的第四種基本電路元件——憶阻器。
他當時發(fā)表的論文《憶阻器：下落不明的電路元件》提供了憶阻器的原始理論架構，推測憶阻器有天然的記憶能力，即使電力中斷亦然。簡單說，憶阻器是一種有記憶功能的非線性電阻。通過控制電流的變化可改變其阻值，如果把高阻值定義為“1”，低阻值定義為“0”，則這種電阻就可以實現(xiàn)存儲數(shù)據(jù)的功能。
蔡教授原先的想法是：憶阻器的電阻取決于多少電荷經過了這個器件。也就是說，讓電荷以一個方向流過，電阻會增加；如果讓電荷反向流動，電阻就會減小。簡單地說，這種器件在任一時刻的電阻值是時間的函數(shù)，能記住多少電荷向前或向后經過了它。實質上，就是它的電阻會隨著通過的電流量而改變，而且一旦電流停止，它的電阻仍然會停留在之前的值，直到接受到反向的電流它才會被推回去。
這一簡單想法如果被證實，將對計算及計算機科學產生深遠的影響。
2008年美國惠普公司實驗室研究人員在英國《自然》雜志上發(fā)表論文宣稱，他們已經證實了電路世界中的第四種基本元件——記憶電阻器，簡稱憶阻器的存在，并成功設計并制造出一個能工作的憶阻器實物模型。他們像制作三明治一樣，將一層納米級的二氧化鈦半導體薄膜夾在由鉑制成的兩個金屬薄片之間。憶阻器的組成部分只有5納米大小，也就是說，僅相當于人一根頭發(fā)絲的萬分之一。
華裔科學家37年前理論預測成真。
此后學術界提出了“憶阻器有可能代替晶體管”這種說法。但更多的還是研究它的自動記憶能力和狀態(tài)轉換特性、人工智能和模擬存儲。
科學家指出，只有在納米尺度上，憶阻器的工作狀態(tài)才可以被察覺到。他們希望這種新元件能夠給計算機的制造和運行方式帶來革命性變革。科學家說，用憶阻電路制造出的計算機將能“記憶”先前處理的事情，并在斷電后“凍結”這種“記憶”。這將使計算機可以反復立即開關，因為所有組件都不必經過“導入”過程就能即刻回復到最近的結束狀態(tài)。讓科學家能夠用一種不同于編寫計算機程序的方式來模擬大腦，或模擬大腦的某種功能，構造出基于憶阻器的仿生類大腦功能的硬件。這樣的計算機可以做許多數(shù)字式計算機不太擅長的事情，例如圖形識別，甚至是學習。比如，這樣的硬件用于臉部識別技術，可以比數(shù)字式計算機上運行程序快幾千到幾百萬倍。
研究人員預測，這種技術產品5年后才可能投入商業(yè)應用。
2，憶阻器在中國
國內學術界在正式場合引介憶阻器大約在2010年。在該年的中國電子學會第16屆電子元件學術年會上，清華大學材料系教授周濟介紹了憶阻器。
目前國內研究仍處于“自由探索”階段，不僅力量分散，而且主要集中于理論層面和計算機仿真。受研究條件所限，真正物理實現(xiàn)尚不多見。據(jù)了解，華中科技大學歷經四年研究，已經能夠制備出納米級性能穩(wěn)定的憶阻器原型器件。近期，由該校牽頭，聯(lián)合清華、北大、國防科大、中科院微電子所等單位已在聯(lián)合申報一個“973”計劃項目，一旦獲批，將拉開我國憶阻器研發(fā)“協(xié)同作戰(zhàn)”的序幕。
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