ابتكر علماء من جامعة سان بطرسبورغ الحكومية الكهروتقنية نماذج أولية مما يسمى بـ "الميمريسترات" (Memristers).
وهي عناصر بحجم النانو تجعل من الممكن إنشاء أجزاء متناهية الصغر تمتلك ذاكرة مستقلة وتتمتع بوظيفة معالجة المعلومات. وستشكل تلك المكونات في المستقبل أساسا لأجهزة الكمبيوتر المدمجة القائمة على مبادئ فيزيائية جديدة، وقد حدد المتخصصون المواصفات التي يقوم عليها تشغيلها.
وقالت الخدمة الصحفية للجامعة، إن الميمرستورات التي طورها العلماء تعتمد على أغشية بسمك نانومتر مصنوعة من تيتانات الباريوم، وهي مادة يمكن التحكم في استقطابها (إزاحة الشحنات الكهربائية في اتجاه معين) باستخدام مجال كهربائي.
يذكر أن تيتانات الباريوم (BaTiO3) هي مادة واعدة لتطوير الأجهزة الحاسوبية القائمة على مبادئ فيزيائية جديدة.
وكما أشارت ناتاليا أندريفا، الأستاذة في قسم الإلكترونيات الدقيقة والنانوية في الجامعة الكهروتقنية في بطرسبورغ، فإن "تكنولوجيا الحوسبة التي تستخدم مع مكونات السيليكون تقترب اليوم من حدود قدراتها من حيث السرعة واستهلاك الطاقة، وأحد المجالات الواعدة هو تطوير إلكترونيات تعتمد على مبادئ فيزيائية بديلة، بما في ذلك العناصر الكهربائية التي لها ذاكرة مستقلة. تجري الآن دراسات مماثلة خارج روسيا.
وأعادت الأستاذة إلى الأذهان أن الميمرستورات (Memristers) قادرة على تغيير قيمة مقاومتها تحت تأثير الجهد، وهي "تحفظ" هذه الحالة لفترة طويلة، مع ذلك فإن العنصر لم يعد يحتاج إلى طاقة، وبفضل ذلك يمكن أن تطور في المستقبل مكونات مستقلة وغير متوقفة على الطاقة بمقدورها تخزين البيانات ومعالجتها.
واقترح المتخصصون في الجامعة الكهروتقنية الروسية نموذجا خاصا بهم من هذا العنصر استنادا إلى مادة واعدة، وحددوا مهمته الرئيسية التي تكمن في تحديد المواصفات التي ستسمح في المستقبل بالتحكم في العناصر بناء على الميمريسترات.
ومن أجل تقييم فعالية المادة لأغراض معينة ودراسة سلوكها في الوقت نفسه، أجرى العلماء سلسلة من التجارب.
وتم وضع الأغشية في ظروف الفراغ المفرط (أي ظروف ضغط أقل بعدة مرات من الضغط الموجود في الفضاء) وفي ظروف درجات حرارة مختلفة من 243 درجة مئوية تحت الصفر إلى 26 درجة مئوية تحت الصفر.
ولدراسة جميع سمات سلوك المادة تم تطوير نموذج رياضي خاص وبمساعدته، تمكن العلماء من تحديد العمليات الفيزيائية التي تسبب تغير الحالة المقاومة في أغشية تيتانات الباريوم، أي الظروف التي يمكن بموجبها أن تشكل المادة أساسا للعناصر المستقلة وغير المعتمدة على الطاقة مع ذاكرتها الخاصة.
وخلصت الأستاذة أندرييفا إلى "أن النتائج التي تم الحصول عليها ستساهم كثيرا في تطوير الميمريستورات متعددة الذاكرة وقد تشكل في المستقبل أساسا لأجهزة الكمبيوتر العصبية الواعدة".
AD