수동태에서 meminductance의 물리적 증거, 두

Scientific Reports 13권, 기사 번호: 1817(2023) 이 기사 인용

4193 액세스

123 알트메트릭

측정항목 세부정보

최초의 의도적 멤리스터는 2008년에, 멤커패시터는 2019년에 물리적으로 구현되었지만, 멤인덕터의 구현은 아직 결정적으로 보고되지 않았습니다. 이 논문에서, meminductance의 첫 번째 물리적 증거는 한 쌍의 영구 자석과 상호 작용하는 전자석으로 주로 구성된 2단자 수동 시스템에 표시됩니다. 물리적 시스템에서 잠재적인 기억적 행동의 식별을 모호하게 하는 기생 구성요소로서 직렬 저항의 역할에 대해 자세히 논의합니다. 기생 저항을 "저항성 플럭스"로 이해하고 제거하는 방법을 철저하게 탐구하여 이러한 시스템에서 meminductance를 추출하는 방법을 제공합니다. 메민덕턴스의 기원 뒤에 있는 이론적 근거는 일반화된 관점에서 설명되며, 이 특정 요소를 나타내는 기초가 기본 회로 요소의 실현이라는 것을 제공합니다. 여기서 구현된 요소는 meminductor의 세 가지 필수 지문을 보유하는 것으로 표시되며, 회로 요소의 주기율표에서 해당 위치는 memristor의 계보를 meminductor로 확장하여 논의됩니다.

1971년 논문1에서 Leon Chua는 저항기, 커패시터 및 인덕터가 각각 전류-전압, 전하-전압 및 전류-자속 관계로 정의되는 반면, 전하-자속 관계로 정의되는 회로 요소는 누락되었음을 관찰했습니다. 이로 인해 그는 네 번째 기본 회로 요소인 전하와 자속 사이의 구성적 관계를 특징으로 하는 멤리스터를 구상하게 되었습니다. 1977년에 Chua는 더 큰 클래스의 멤리스터 시스템을 정의하고 멤리스터의 정의 기능을 전류-전압 평면의 "핀치 히스테리시스" 곡선으로 업데이트했습니다. 그는 나중에 멤리스터3의 계보를 개발했는데, 전하-자속 관계에 대한 원래 아이디어는 일반 및 확장 멤리스터가 아닌 이상적인 멤리스터에 대한 요구 사항으로만 정의되었습니다. (v(α) − i(β)) 평면의 구성 관계에 대한 아이디어는 이상적인 회로 요소의 구별되는 특징입니다. 여기서 v(α)(t)는 (1)로 정의되고 α, β는 정수입니다. - 나아가 기본 회로 요소4,5의 이중 주기율표를 채우는 무한히 많은 요소의 이론적 가능성을 이끌어 냈습니다.

Leon Chua는 또한 1971년 논문에서 "멤리스터가 특정 순간 t0에서 일반 저항기처럼 동작하는 반면 저항(컨덕턴스)은 멤리스터 전류(전압)의 전체 과거 이력에 따라 달라집니다"라고 언급했습니다. 이는 수학적 설명이므로 일반화하여 기본 회로 요소의 물리적 구현을 ​​위한 지침 원리로 사용할 수 있습니다. 이러한 요소 중에서 특히 흥미로운 것은 멤커패시터(memcapacitor)라고 하는 전압(전하)의 이력에 따라 커패시턴스(탄성)가 달라지는 커패시터와 전류(자속)의 이력에 따라 인덕턴스(자기저항)가 달라지는 인덕터(멤커패시터)입니다. 메모리덕터6. 멤리스터는 20087년에, 멤커패시터는 20198년에 물리적으로 구현되었지만, 멤인덕터는 지금까지 파악하기 어려운 상태로 남아 있습니다.

Chua의 수학적 모델을 현대 2단자 요소에 적용하는 유용성에 대한 현대의 논쟁을 인식하는 것이 중요합니다. 실제로, 산소 공공 수송에 의해 구동되는 멤리스터 요소의 경우, 상태 변수에 대한 정확한 이온 확산 모델의 영향은 여전히 ​​논쟁의 여지가 있으며, 저항 메모리를 멤리스터로 분류하는 데 사용되는 저장된 에너지 열역학적 주장은 말할 것도 없습니다. 그러나 뉴로모픽 컴퓨팅 및 메모리 아키텍처와 같은 중요한 연구 분야의 장치 엔지니어 및 과학자에게 도구를 제공하려면 2단자 요소를 모델에 정확하게 매핑하여 메모리 요소 모자이크를 완성하는 것이 중요합니다. 따라서 기억적 요소의 발견과 이해는 장치 분류에 대한 과학적 논의와 중요한 신흥 기술 영역의 발전에 필수적입니다.