憶阻器（memristor）又名記憶電阻（memory resistor 的混成詞），是一種被動電子元件。如同電阻器，憶阻器能產生並維持一股安全的電流透過某個裝置。但是與電阻器不同的地方在於，憶阻器可以在關掉電源後，仍能「記憶」先前透過的電荷量。兩組的憶阻器更能產生與電晶體相同的功能，但更為細小。最初於 1971 年，加州大學伯克利分校的蔡少棠教授根據電子學理論，預測到在電阻器、電容器及電感元件之外，還存在電路的第四種基本元件，即是憶阻器。 目前正在開發憶阻器的團隊包括惠普、SK 海力士、。 之後從 2000 年始，研究人員在多種二元金屬氧化物和鈣鈦礦結構的薄膜中發現了電場作用下的電阻變化，並應用到了下一代非揮發性記憶體 阻抗儲存器（RRAM 或 ReRAM）中 C B Lee B S Kang M J Lee S E Ahn G Stefanovich W X Xianyu K H Kim J H Hur H X Yin Y Park and I K Yoo Appl Phys Lett 91 082104 2007B J Choi D S Jeong S K Kim C Rohde S Choi J H Oh H J Kim C S Hwang K Szot R Waser B Reichenberg and S Tiedke J Appl Phys 98 033715 2005S Q Liu N J Wu and A Ignatiev Appl Phys Lett 76 2749 2000A Beck J G Bednorz Ch Gerber C Rossel and D Widmer Appl Phys Lett 77 139 2000W Shen R Dittmann U Breuer and R Waser Appl Phys Lett 93 222102 2008。2008 年 4 月，惠普公司公佈了基於 TiO2 的 RRAM 器件，並首先將 RRAM 和憶阻器聯絡起來。但目前仍然有專家認為，這些實作出的電路，並不是真正的憶阻器。 背景 在蔡少棠教授 1971 年的論文中，他外推了對稱的非線性電阻（電壓與電流），非線性電容器（電壓與電荷），和非線性電感（磁通量與電流）之間的概念，並推斷出憶阻器作為一個類似於基本的非線性電路元件的，連線磁鏈和電荷。對比線性（或非線性）的電阻，憶阻器有一個動態的包括過去的電壓或電流的記憶的電流和電壓之間的關係。其他科學家已經提出動態記憶電阻器，例如伯納德建模的，但是，蔡試圖引進數學一般性。 憶阻器的定義和批評 理論 在憶阻器中，磁通量（Phi_mathrm B）受到累積的電荷（q）所影響。磁通量按電荷的改變率稱之為「憶阻值」spidercsntouedutwtwpclassElectronic981part2pdf 電子電路學講義 2： M qfrac mathrm dPhi_mathrm Bmathrm dq 故此憶阻值可以與其餘三種基本的電子元件作出比較： 電阻：R Ifrac mathrm dVmathrm dI 電感：L I frac mathrm dPhi_mathrm Bmathrm dI 電容：frac 1C qfrac mathrm dVmathrm dq 當中 q 是電荷；I 是電流；V 是電壓；而 Phi_mathrm B 則是磁通量。 根據法拉第電磁感應定律及複合函式求導法則，可見憶阻器的電壓 V 是與電流 I 及憶阻值的積有關： V t M q t I t 由此可見，憶阻器可以成為一個電阻器。但是「電阻」的 M q 會隨累積的電荷而改變。憶阻值可以說是隨流經憶阻器的電流歷史所改變，彷如在電容器的電壓一般。 憶阻器的行為是類似的其他三個基本組成部分。 電荷 q 電流 I 電壓 U 電容 倒數 frac 1Cfrac mathrm d Umathrm d qfrac mathrm ddot Phimathrm d q 電阻率 Rfrac mathrm d Umathrm d Ifrac mathrm ddot Phimathrm ddot q 磁通量 Phi 憶阻器 Mfrac mathrm dPhimathrm d q 電感 Lfrac mathrm dPhimathrm d Ifrac mathrm dPhimathrm ddot q 實現 Intel 與 Micron 聯合研發的 3D XPoint。（Intel 表示所用並不是 ReRAM，根據推斷，為相變儲存器的可能性更大，此條訊息存疑。）廠商表示，此技術的密度是 DRAM 的十倍、速度是 NAND 的千倍、寫入次數為 10000000 次。 潛在應用 的固態的憶阻器可以組合成所謂的裝置，這可能會取代電晶體建造未來的電腦，佔用面積小得多。 種類 電化電池 憶阻器具有電化電池表現的特徵。 固態 2007 年惠普公司資訊與量子系統實驗室的研究人員在的領導下成功研製了固態的憶阻器－它是由一片雙層的二氧化鈦薄膜所形成，當電流透過時，其電阻值就會改變。固態的憶阻器的製造需要涉及物料的奈米技術。這個憶阻器並不像其理論般涉及磁通量，或如電容器般儲存電荷，而是以化學技術來達至電阻隨電流歷史改變的性質。 不過，三星集團卻有一項正申請專利的憶阻器，採用了類似惠普公司的技術。故此誰是憶阻器的創始人則有待澄清。US Patent Application 11655193 目前 2008 惠普公司是以兩層二氧化鈦薄膜來製作憶阻器元件 ，其中一層摻雜。 可能應用 其元件特性，適合模擬神經元突觸的部份運作，使得電腦神經網路製作上更能接近人腦。 威廉姆斯的固態憶阻器可以組合成電晶體，儘管小得多。They can also be fashioned into nonvolatile solidstate memory which would allow greater data density than hard drives with access times potentially similar to DRAM replacing both components HP has reported that its version of the memristor is about 10 times slower than DRAM Some patents related to memristors appear to include applications in programmable logic signal processing neural networks and control systems 相關專案 被動元件 電子元件 可變電阻式記憶體 RRAM 或 ReRAM 新興技術列表 參考 外部連結 BBC News Electronics missing link found 01 May 2008 Nature News Found the missing circuit element 30 Apr 2008 Wiredcom Scientists Create First Memristor Missing Fourth Electronic Circuit Element 30 Apr 2008 EE Times Missing link memristor created Rewrite the textbooks 30 April 2008 EE Times End of the CPU HP demos configurable memristor 09 April 2010 憶阻器 Memristor 研究簡述 27 Dec 2010 影片：尋找失蹤的憶阻器 斯坦福大學（2012） 科學論文憶阻器的連結 08 August 2013 Category 電子元件 Category 電路