Ciencia Libre

En 1971 el investigador Leon Chua publicó un artículo en el que describió un componente eléctrico pasivo (Los elementos pasivos son aquellos que no tienen la capacidad de controlar la corriente por medio de otra señal eléctrica) nuevo. A este nuevo componente lo llamó memristor, usando una contracción de las palabras memoria y resistor, ya que relaciona la vinculación de la carga eléctrica con un flujo magnético. Para llegar a esa relación él siguió la siguiente lógica: desde el punto de vista teórico de los circuitos, los tres elementos básicos de dos terminales son definidos en términos de la relación entre dos de las cuatro variables fundamentales: la corriente I, el voltaje V, la carga q y la corriente de flujo φ. Si por definición axiomática existen el resistor, definido por la relación entre V y I; el inductor definido por la relación entre φ y I; y el capacitor, definido por la relación entre q y V; entonces hay una relación indefinida, la dada entre φ y q, y la llamó memresistor. De acuerdo con esa teoría la resistencia eléctrica del memresistor no es constante, sino que depende de la cantidad de carga eléctrica que previamente ha fluido, importando también en qué dirección a fluido a través del componente. Esta característica, la de recordar su historial, le da la propiedad de no-volatilidad o memoria.

Durante décadas parecía que lo propuesto por Chua sería solo un sueño, hasta que en 2008 Dmitri Strukov et al., grupo de HP labs, reportaron en Nature haber construido el legendario componente, encontrado el comportamiento predicho por Chua en un sistema a nanoescala basado en una bicapa de TiO2 (una con vacancias de oxígeno, conductora, y otra estequimétrica, semiconductora), donde el transporte iónico y electrónico están acoplados bajo un voltaje de polarización, y observaron con claridad el comportamiento histerético que caracteriza a los memresistores. Sin embargo, aunque este artículo fue revelador, también ha sido altamente criticado, ya que las ecuaciones que modelan el comportamiento parece que no corresponden del todo a la física real del dispositivo. Su mayor detractor el Dr. Mouttet ha declarado abiertamente en un artículo del 2010 en Nanotechnologý Law and Business que el dispositivo de HP no era estrictamente un memresistor y que Samsung, Panasonic y Unity Semiconductors tenían tecnología similar años antes del anuncio de HP.

Por otro lado, como las inconsistencias de HP se deben a la descripción del sistema físico, en 2014 Eike Linn y Rener Waser (co autor de otros artículos sobre memresistores) simularon distintos modelos memresistivos y observaron que tan bien se aplicaban en dispositivos de resistencia variable, esto abrió la puerta a suponer que los memresitores son parte de una categoría más amplia dentro de los componentes electrónicos y probablemente después se construyan memcapacitores, meminductores etc. Parece que las preguntas sobre si HP construyó lo que Chua propuso, tienen más un fin económico, y la pelea por ser la primer empresa que desarrolle esa tecnología continuará “al final del día, no importa como funcione, siempre y cuando nos dé la capacidad de construir dispositivos con almacenamiento de muy alta densidad” dice Martin Reynolds investigador de Gartner Inc. Finalmente, esta anécdota se las comparto porque me parece que todos nos puede interesar cómo funcionan y cómo se desarrollan los avances tecnológicos, no solo son batallas entre empresas y los que hacemos ciencia de materiales y nanociencias estamos también en la jugada.

Carolina Bohórquez Martínez

CICESE

Universidad de Cádiz

Artículo publicado en la GACETA UNAM ENSENADA 42, Agosto 2022

Bibliografía:

Chua, L. O. (1971). Memristor - the missing circuit element. IEEE Trans. Circuit Theory, 18(5), 507–519. https://doi.org/10.1109/tct.1971.1083337

 Strukov, D. B., Snider, G. S., Stewart, D. R., & Williams, R. S. (2008). The missing memristor found. Nature 2008 453:7191, 453(7191), 80–83. https://doi.org/10.1038/nature06932

Imagen tomada de https://tu-dresden.de/ing/elektrotechnik/die-fakultaet/termine/termine/the-chua-lectures-memristors2?set_language=en