memristor: 電子學第四元件

唸過最基本電子學的朋友都知道電子學三大元件: 電阻、電容、電感構成了我們現在這個文明社會的所有科技，不管是電晶體、記憶體(DRAM, Flash)、甚至所有電子儀器基本上都是這三大元件所構成的。如今這個定律將要被改寫了，堪稱為第四元件的 memristor(記憶電阻) 已經證實可以製造出來了！這個有記憶能力的電阻，將改寫電子學課本，也可能將取代 DRAM 這個電腦最重要的記憶元件，甚至將能模擬人腦的神經突觸進行類比計算。發現這個 memristor 元件的，正是來自現任教於加州大學柏克萊分校電機與資訊系的華裔蔡少棠教授(Leon Chua)。

HP Labs. 展示 17條排列在一起的 memristors，每條寬度 50nm
memristor 的概念早在 1971年就由蔡教授提出了，以往大家認為 V=IR 中的 R(電阻) 對於元件來說是一個固定值，不會隨著 V(電壓) 或 I(電流) 而改變。不過，蔡教授認為應該存在某種電阻值會隨著電流或電壓改變的元件，只是礙於技術一直無法製造出來。不過最近有突破性的發展，HP 資訊與量子系統實驗室宣稱透過奈米技術，終於製造出這種 memristor，此篇論文也將發表在五月號的自然雜誌(Nature)。

memristor 的概念很簡單，當電流流過時，電阻值就會增加，但如果電流逆向反流時，電阻值就會減少。因此，電阻值將是時間的函數，而且會與在元件的不同位置而異。這樣一來，這個 memristor 元件除了是電阻外，同時也具備了記憶效應。memristor 這個字就是 memory + resistor (記憶體 + 電阻) 的合體。有關 memristor 的更多說明以及物理技術，可參考維基百科: http://en.wikipedia.org/wiki/Memristor 。

蔡少棠教授目前也是交大電子工程系的榮譽教授，專長是非線路電路以及細胞神經網路，同時也是 IEEE fellow。1959年畢業於菲律賓Mapua大學，1961年取得伊利諾大學博士學位。 1971年在 IEEE 電路理論期刊上發表了這篇著名的"Memristor-The missing circuit element" 論文。