Memristor

1.INTRODUÇÃO

O trabalho que se segue, tem como objetivo apresentar um novo componente da eletrônica que é o Memristor. Iremos mostrar a sua composição, para quais finalidades ele foi desenvolvido e como foi descoberto. Mostraremos a sua importância e evolução tecnológica e os benefícios que traz para o mudo atual.

Como o Memristor é um componente novo, ele ainda está em processo de pesquisas e desenvolvimento.

2.A EVOLUÇÃO DOS COMPONENTES ELETRONICOS

A eletrônica é uma área da Ciência que revolucionou o mundo e possibilitando o surgimento da computação. Foi necessário que vários cientistas formulassem teorias e cálculos de alta complexidade para provar que pequenos componentes poderiam gerar máquinas capazes de processar tarefas. É baseado nesse contexto que iniciaremos nossa pesquisa sobre memristor, mas antes faremos um breve apanhado sobre os principais componentes fundamentais da eletrônica.

Figura 1- Exemplo de Resistor, Capacitor e Indutores

Fonte: Site tecmundo.com.br

O resistor, o capacitor e o indutor (três principais componentes fundamentais da eletrônica) são pequenas peças utilizadas na eletrônica, e informática. Estão presentes em quase tudo que se imagina. Os mais simples eletrodomésticos até as televisões, vídeo games e computadores são dependentes desses componentes. Entretanto a eletrônica moderna não depende apenas desses pequenos itens, houve uma época em que o mundo estava “parado” (tecnologicamente falando) por falta de um componente muito importante: o transistor. Este componente serve como uma peça inteligente que consegue realizar tarefas mais complexas do que o simples armazenamento de carga, retenção ou indução (funções que eram realizadas pelo capacitor, resistor e indutor, respectivamente). Devido à criação do transistor é que foi possível criar processadores e microchips capazes de interpretar ordens.

A princípio, o transistor foi pouco utilizado e não apresentava resultados muito surpreendentes. Todavia, aos poucos ele foi ganhando seu devido espaço e hoje ele é um componente indispensável na eletrônica e na computação. Evidentemente, nenhum dos componentes apresentados até aqui foi mantido exatamente igual como na época em que foram criados. Com a evolução constante da tecnologia, todos sofreram redução de tamanho chegando à Nanotecnologia.

Contudo a nanotecnologia viabilizou a criação de diversas peças para os computadores, podemos citar, por exemplo, os processadores, chipsets, memórias e muitos outros. Foi graças à nanotecnologia que as memórias (memória RAM) puderam ser desenvolvidas em tamanhos incrivelmente pequenos. Entretanto as memórias RAM sempre sofreram com um grande problema: a dependência de energia.

Desde que a computação surgiu, nunca conseguiram desenvolver memórias RAM que pudessem armazenar dados (mesmo que temporariamente) sem a utilização de energia. Diferente dos dispositivos de armazenamento, as memórias RAM são voláteis, o que faz com que os sistemas sejam bem mais lentos do que poderiam ser. Lentidão essa que ocorre na transmissão de dados entre o disco rígido e a memória RAM.

Sempre que se liga o computador, o sistema operacional deve ser enviado para a memória RAM (que é uma memória de alta velocidade), para que então o processador consiga acessar os dados do sistema sem demoras. Essa transferência de dados entre HD e memória sempre gerou problemas, e talvez seja um dos fatores que mais limita a evolução da computação. Todavia, este problema poderá ser resolvido em breve, pois foi criado o quarto elemento fundamental da eletrônica denominado Memristor.

3.MEMRISTOR

Os memristores são nano fios com 50 nanômetros de largura, o que compreende cerca de 150 átomos. Os nano fios são formados por duas camadas de dióxido de titânio conectados a condutores. Quando uma corrente elétrica é aplicada a um deles, a resistência dos outros se altera. É esta alteração que pode ser registrada como um bit, a unidade básica de informação.

Figura 2- Exemplo de Memristor

Fonte: memristor.org

Esse componente foi proposto em 1971 pelo professor Leon Chua, grande cientista da Universidade de Berkeley na Califórnia, onde afirmava que o memristor - uma junção livre que ele fez dos termos memória e resistor, ou seja, um resistor de memória - seria o quarto componente eletrônico fundamental e que esse componente teria propriedades que não poderiam ser duplicadas por nenhuma combinação dos outros três elementos. Mas ninguém sabia como construir um menristor na época.

A propriedade mais importante desse novo componente passou a ser conhecido como "memresistência", o que na prática significa que o memristor é uma memória resistiva, que não perde os dados quando a energia é desligada.

4.MEMRESISTÊNCIA

Após 37 anos da criação desse componente, os cientistas conseguiram desenvolver um modelo matemático que comprova que o seu protótipo em nanoescala é na verdade o memristor teorizado por Chua. Eles descreveram matematicamente os princípios físicos do novo componente e construíram protótipos que, segundo eles, demonstram todas as características operacionais necessárias para provar que o memristor é real.

A memresistência enquanto fenômeno isolado já foi observado em diversos experimentos ao longo dos últimos 50 anos, mas a prova definitiva de sua existência não tinha sido encontrada porque, segundo os pesquisadores, a memresistência é mais fácil de ser detectada em componentes construídos em nanoescala.

O elemento-chave para a memresistência é que os átomos do componente precisam mudar de posição quando a tensão elétrica é aplicada, e isso acontece muito mais facilmente em nanoescala.

5.O DESENVOLVIMENTO DO MEMRISTOR PELA HP

A HP anunciou recentemente que sua equipe de cientistas esteve fazendo diversos testes em seus laboratórios de pesquisas, pois ainda em 2005 haviam desenvolvido um novo componente para o mundo da eletrônica. Este novo componente tinha outro nome (Crossbar Latch), mas descobriram recentemente que na verdade ele é um Memristor — um componente que alguns já pensavam na existência, porém