Четвертый пассивный элемент электрической цепи Теория была разработана в 1971 году Леоном Чуа. Описывается соотношением dφ=Mdq, М(q) – коэффициент мемристивности. M(q(t))=V(t)/I(t), сопротивление, зависящее от прошедшего заряда. При I(t)=0, M – const, эффект памяти. Могут заменить транзисторы в компьютерах, так как занимают меньше места. Позволят создать новый тип энергонезависимой памяти. Могут быть использованы для создания составных элементов искусственных нейронных сетей сложной архитектуры. Преимущества: Простота получения Низкая стоимость Упрощение схем искусственных нейронных сетей. Полимерный мемристор на основе интерполиэлектролитных комплексов ПАНИ-Нафион. Годовский Д.Ю., Боева Ж.С., Заблоцкий С.В., Махаева Е.Е. МГУ имени М.В. Ломоносова, Москва Введение: МЕМРИСТОР Мемристор на основе ПАНИ Принцип работы: Вариации электронной проводимости в тонкой проводящей полимерной пленки в окисленном и восстановленном состояниях, вызываемые потоком ионов через полианилиновую пленку в местах соединения с твердым электролитом (допированный литием полиэтиленоксид). Окисленное состояние ПАНИ является проводящим, восстановленное – непроводящим. Действительное сопротивление активной зоны определяется интегралом по времени тока ионов (прошедшего заряда). Мемристивность объясняется замораживанием ионов на своих местах при отключении поля.

o Потенциостат/гальваностат IPC/FRA Micro Compact PRO (Эконикс, Россия) o Измерения проводились по схеме двухэлектродной измерительной ячейки. o Использование жидкого электролита позволяет изучать процесс допирования-дедопирования собственно системы полианилина в нафионе, поскольку ионы лития не остаются на своих местах при отключении напряжения, как в схемах с твердым электролитом, а уходят в раствор. ОБЪЕКТ ИССЛЕДОВАНИЯ И СХЕМА ИЗМЕРЕНИЙ Полианилин (ПАНИ) представляет собой полимер с составным повторяющимся звеном, состоящим из окисленных и восстановленных блоков. при обработке ПАНИ кислотами на атомах азота происходит распаривание неподеленной электронной пары, возникает электронная проводимость. Нафион сополимер тетрафторэтилена, содержащий сульфогруппы. обладает высокой протонной проводимостью. Раствор LiClO 4 Стекла ITO Исследуемая плёнка

На ВАХ пленки – ярко выраженная петля гистерезиса. Потенциал разложения ацетонитрила 2.2 В. При значениях потенциала ±2 В схождения ветвей петли гистерезиса не наблюдалось. При скачкообразном изменении потенциала зависимость сопротивления от времени для больших потенциалов – константа. Для малых сопротивление возрастает. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ДАННЫЕ Напряжение, мВ Ток, мА 1,0 0,8 0,6 0,4 0,2 0 -0,2 -0,4 -0,6 -0,8 -1,0 РАСТВОР ХЛОРИДА ЛИТИЯ 0.1МРАСТВОР LiClO 4 В АЦЕТОНИТРИЛЕ Сопротивление пленки растет со временем при скачкообразном изменении потенциала.

o Система сохраняет память о предыдущем состоянии в течение часа. Мемристивность: сохранение сопротивления при выключении напряжения Область =0 (прибор выключен) Отключение происходит на величине разности потенциалов 700 мВ Область цикличного изменения потенциала в пределах ±2В Область подачи постоянной разницы потенциалов 700 мВ

Применение в нейронных сетях (совместно с университетом г.Парма (Италия)) Сеть из 8-ми мемристоров на гибкой подложке Матрица контактов Out 1 (nA)Out 2 (nA) Before training After training Дальнейшее развитие – полимер-нанокомпозитные нейронные сети Сеть с архитектурой перцептронаСеть с линейной архитектурой Планируется синтез полимер-нанокомпозитов для реализации нейронных сетей с различной архитектурой а также компьютерное моделирование динамики распространения сигнала в полимер-нанокомпозитных нейронных сетях Эквивалентная схемаHebbian learning