Un memristor est une résistance à mémoire : après coupure du courant, il conserve sa résistance. À l'intérieur, une fine couche d'oxyde métallique est prise en sandwich entre deux électrodes métalliques. Lorsqu'on fait passer un fort courant pour la première fois, des filaments conducteurs de lacunes d'oxygène se forment dans l'oxyde, et la résistance chute brusquement. Ce processus s'appelle l'électroformage.

Dans cette nouvelle étude, on a pris un memristor en oxyde de niobium avec des électrodes en platine et on a observé ce qui se passe après le formage. Il s'est avéré que des filaments non seulement d'oxygène, mais aussi de platine se sont développés à l'intérieur. Les atomes de platine ont quitté l'électrode supérieure et ont traversé tout l'oxyde, comme le sel pénètre dans un concombre lors du salage. Pendant ce temps, l'oxygène, au contraire, s'est accumulé près de l'électrode supérieure et a migré en profondeur dans le platine.

La raison réside dans le fonctionnement du memristor. Après le formage, il passe en mode de résistance différentielle négative : plus le courant est fort, plus la résistance diminue, et inversement. Cela provoque des sauts de courant rapides qui chauffent et refroidissent le matériau des milliers de fois par seconde. Ces montagnes russes thermiques aident l'oxygène à quitter l'oxyde, et le platine rampe à travers les lacunes restantes, comme par des tunnels.

Cette découverte change notre compréhension du fonctionnement des memristors. On pensait auparavant qu'après le formage, la chimie interne se figeait. Il est désormais clair que le matériau continue d'évoluer à chaque mise sous tension. Cela signifie que la durée de vie et la fiabilité de ces dispositifs dépendent non seulement du formage initial, mais aussi de la manière dont ils sont utilisés. Comprendre cela aidera à créer des memristors qui ne se dégradent pas avec le temps et stockent l'information de manière fiable.