Electronique

Le memristor, nouvelle brique de base de l'électronique

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Des chercheurs de Hewlett-Packard ont inventé le quatrième composant passif élémentaire qui vient compléter les traditionnelles résistance, capacité et inductance.

La famille électronique s'agrandit. Les électroniciens avaient l'habitude de construire les circuits en n'utilisant que trois composants passifs de base : résistance, capacité et inductance. Ils disposeront bientôt d'un quatrième, inventé par des chercheurs de Hewlett-Packard (HP), qui l'ont baptisé « memristor ». Une première, pour un dispositif imaginé dès 1971 mais que personne n'avait encore réalisé. Et un événement : ce n'est pas tous les jours qu'on assiste à la naissance d'un nouveau composant électronique ! En faisant sauter ce verrou, HP ouvre une voie pour fabriquer plus simplement, à court terme, de multiples circuits électroniques. A commencer par des mémoires. Mais la quatrième brique de base de l'électronique pourrait aussi déboucher sur des circuits de conception radicalement nouvelle.

Le memristor est né il y a trente-sept ans dans l'esprit de Leon Chua, un chercheur de Berkeley. Réfléchissant aux relations entre les variables de l'électricité que sont le courant, la tension, la charge et le flux magnétique, Chua était parvenu à la conclusion qu'un quatrième composant de base devait exister, pour des raisons de symétrie. Mais il aura fallu les progrès récents des nanotechnologies pour que le dispositif voie le jour.

Le memristor est une résistance dont on peut modifier la valeur en lui appliquant une tension électrique. Ce qui permet de faire basculer le composant d'un état à un autre (conducteur/non conducteur, par exemple). Il conserve cet état, même quand il n'est plus sous tension. D'où sa première application potentielle dans les mémoires rémanentes et le choix de son nom : memristor, pour « memory resistor » (résistance mémoire).

premières applications dans les mémoires

HP est tombé sur la solution permettant de fabriquer ce circuit un peu par hasard, en travaillant avec du dioxyde de titane. Un mauvais matériau de base pour fabriquer un transistor... mais qui s'avère idéal pour réaliser un memristor (lire ci-dessous). « Le matériau est facile à intégrer au silicium, et très proche du dioxyde de hafnium, déjà utilisé dans les plus petits transistors actuels », ajoute Stan Williams, le patron du laboratoire d'information et de systèmes quantiques des HP Labs.

Chez HP, on s'attend à voir d'autres matériaux émerger et à ce que l'industrie développe de nouveaux dispositifs de memristors. Et l'on parie évidemment sur les mémoires comme première application, suivie par d'autres circuits intégrés programmables, comme les FPGA.

A plus long terme, grâce à leur capacité à se « régler » sur diverses valeurs de résistance, les memristors pourraient permettre de réaliser des synapses dans des réseaux de neurones artificiels, avec des applications dans la reconnaissance de visages, et la biométrie en général. Les chercheurs de HP espèrent même disposer de prototypes de ce type dès l'année prochaine.

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