Takistuslülitus
Takistuslülitus ehk materjali takistuse võimalik muutmine vähemalt kahe erineva püsiväärtuse vahel on füüsikaline nähtus, mis võib aset leida elektrivälja toimel mitmetes dielektriliste omadustega keskkondades ning on pööratav protsess. Ingliskeelses kirjanduses kasutatakse tähiseid LRS (Low Resistive State) ja HRS (High Resistive State) vastavalt madaltakistusliku ja kõrgtakistusliku olukorra eristamiseks. Lihtsustatult: mõõtes vastava omadusega materjalis elektrivoolu rakendatud pinge funktsioonina, muutub vool pinge kasvades mingil pinge väärtusel hüppeliselt ning seega muutub materjali takistus oma arvuliselt väärtuselt ja säilitab seda väärtust ka välise pingeallika eemaldamisel. Selleks, et toimunud muutust materjali juhtivuses saaks seostada takistusliku ümberlülitumisnähtusega, peab seejärel olema võimalik tekitada ka selliseid tingimusi, mille mõjul on võimalik selle materjali keskkonna elektrilise takistuse muutust ümber pöörata ning taastada vähemalt ligilähedaselt selle algsele väärtusele. Tegemist on materjalisiseselt lokaliseeritud füüsikalise muutusega (nt struktuuriline joondefekt kristallvõres) samaaegselt toimunud keemilise muutusega (nt hapnikuvakantside koondumine ja/või metallkatioonide migratsioon). Takistuslülitust põhjustav muutus materjalis saab toimuda kas ühes lokaliseeritud asukohas või siis üle mingi regiooni, mis on piiratud elektroodi pindalaga (kahe elektroodi vaheline piirkond). Elektroonikas kasutatavate tahkismaterjalide puhul võib takistuslülitust mingil määral võrrelda nähtusega, mil liiga tugeva ehk mingit kriitilist väärtust ületava elektrivälja rakendamisel toimub dielektriline läbilöök. Viimasel juhul on tegemist taastumatu muutusega materjalis, mille tulemusena mahtuvuslik seade, milles dielektriline isolaatorkiht on ehitatud kahe metallelektroodi vahele, on lühistunud ning isoleerivad omadused hävitatud. Dielektriline läbilöök ehk n-ö läbipõlemine on tavaliselt soovimatu nähtus. Takistusliku lülitumise puhul on läbilöögini viiv pinge suurendamine kui protsess dielektrilise läbilöögi eelses režiimis kasulik, sest saavutatav tahke keskkonna elektritakistuse äkiline kahanemine on takistuslülitusliku juhtivusmehhanismi aluseks. Takistuslülituse puhul nimetatakse seda nähtust kergeks läbilöögiks (soft breakdown), mille tulemusel tekivadki materjalis esmased funktsionaalsed, elektroodist vastaselektroodini ulatuvad defektsed piirkonnad, millistes hiljem hakkab toimima takistuslülitumine. Niisuguseid kanalitaolisi, materjali ülejäänud regioonidega võrreldes elektrit juhtivaid piirkondi, nimetatakse sageli filamentideks. Filamente võib katkestada, tahke keskkonna defektsust vähendada, kristallvõret parandada ja materjali takistust uuesti suurendada elektrivälja toimel. Kuna tegemist on püsiva mäluefektiga, siis eriti suur huvi on takistusliku lülitumise vastu elektroonikatööstuses ja arvutustehnikas maatriksmälukiibi rakkudes andmete säilitamiseks. Takistusliku lülituse uurimisel rakendamiseks mälustruktuurides on enim tähelepanu pööratud siirdemetallioksiididele nagu näiteks TiO2, HfO2, TaO2, Al2O3. Takistusliku lülitumise efektil töötavate mälurakkude eelisteks oleksid võrdlemisi lihtne struktuur koos kõrge kirjutamis/lugemissagedusega lisaks võimalusele kasutada väga väikest üksikmäluraku pindala, millega kaasneb informatsioon kõrge pakketihedus. Takistuslikku lülitumist ongi viimastel aastakümnenditel uuritud materjaliteadlaste poolt kui väga perspektiivset viisi andmete säilitamiseks. Enim uuritud on takistuslülitusefekti anorgaanilistes tahkismaterjalides, kuid see nähtus ise võib toimuda paljudes erinevat tüüpi materjalides, sealhulgas orgaanilistes ühendites, aga ka kombineeritud orgaaniliste ja anorgaaniliste materjalide segudes.