新技术可以在一个设备上容纳 10 到 100 倍的信息，并在一个地方进行处理。新存储器处理数据的方式与人脑中的突触类似。存储器的一个特点是电阻切换，能够连续保持一系列状态，而传统存储器只有两种状态：一或零。
原型设备基于氧化铪，氧化铪是一种已在半导体行业使用的材料。该技术已获得剑桥商业企业的专利。
解决计算机内存效率低下问题的一个潜在方案是采用一种称为电阻开关内存的新型技术。传统内存设备有两种状态：1 或 0。然而，一个正常工作的电阻开关内存设备将能够保持一系列连续的状态 - 基于此原理的计算机内存设备将能够实现更高的密度和速度。
海伦布兰德说：“基于连续范围的典型 USB 记忆棒能够容纳 10 到 100 倍的信息。”
Hellenbrand 和他的同事开发了一种基于氧化铪的原型设备，氧化铪是一种已经在半导体行业中使用的绝缘材料。将这种材料用于电阻开关存储器应用的问题被称为均匀性问题。在原子层面上，氧化铪没有结构，铪和氧原子随机混合，这使得它很难用于存储器应用。
然而，研究人员发现，通过在氧化铪薄膜中添加钡，复合材料中开始形成一些垂直于氧化铪平面的不寻常结构。
这些垂直的富含钡的“桥梁”结构严谨，允许电子通过，而周围的氧化铪则保持非结构化状态。在这些桥梁与设备触点接触的地方，形成了一个能量屏障，电子可以穿过该屏障。研究人员能够控制该屏障的高度，从而改变复合材料的电阻。
海伦布兰德说：“这使得材料中可以存在多种状态，而传统存储器只有两种状态。”
与其他需要昂贵的高温制造方法的复合材料不同，这些氧化铪复合材料在低温下自组装。该复合材料表现出高水平的性能和均匀性，使其在下一代内存应用中前景广阔。
该技术已由剑桥大学商业化部门剑桥企业提交了专利。
海伦布兰德说：“这些材料真正令人兴奋的地方在于，它们可以像大脑中的突触一样工作：它们可以在同一个地方存储和处理信息，就像我们的大脑一样，这使得它们在快速发展的人工智能和机器学习领域极具前景。”
研究人员目前正在与工业界合作，对这些材料进行更大规模的可行性研究，以便更清楚地了解高性能结构的形成过程。由于氧化铪是半导体工业中已经使用的材料，研究人员表示，将其整合到现有的制造工艺中并不困难。
该项研究得到了美国国家科学基金会和英国研究与创新署（UKRI）下属工程与物理科学研究委员会（EPSRC）的部分资助。
