本節書摘來華章計算機《電路分析導論（原書第12版）》一書中的第3章 ，第3.10節，（美） robert l.boylestad 著 陳希有 張新燕 李冠林 等譯更多章節内容可以通路雲栖社群“華章計算機”公衆号檢視。
2008年5月，由史丹利·威廉姆斯上司的惠普實驗室的科研人員釋出了一項驚人的消息——他們找到了電學中被丢失了電路元件，在基本電子電路理論中稱為憶阻器，如圖3.32所示。在他們宣布之前，電學中的基本無源元件是電阻、電容和電感三種，後兩種将在本書後續内容中加以介紹。早在1971年，美籍華人，加州大學伯克利分校教授蔡紹棠就在ieee transactions on circuit theory上發表文章，對第四種電學元件的存在性進行了預言、分析和假設。然而，在惠普公司的科研人員宣布他們的研究成果之前，該元件實際上都是用其他元件來等效構造的，并通過預測來認識它的功能。那些年，人們用了許多方法來嘗試構造憶阻器，但是直到在納米技術領域開展研究才取得了成功。
結果 圖3.32 憶阻器發現，結構的尺度越小，憶阻器特性越明顯。在納米尺度上的憶阻器要比在微米尺度上的憶阻器強一百萬倍，而在毫米尺度上根本檢測不到憶阻器。然而，憶阻器的這種特性，正好可以使它與先進的納米內建電路一起設計，相得益彰。
電學中的四個基本變量是：電荷、電流、電壓和磁通，它們每兩個之間都存在着确定的關系，共有六種。其中三種關系來自基本元件：電阻、電容和電感。電阻直接提供了電壓與電流的關系；電容直接提供了電壓與電荷的關系；電感直接提供了電流與磁通的關系。但始終缺少一種元件來提供磁通和通過元件電荷的關系。蔡紹棠教授根據門捷列夫元素周期表和結構完整性原理，預言了這種元件是存在的，它能直接提供磁通與流過元件電荷的關系，其表達式就像電阻上的電壓與電流的關系那樣。
從一般意義上看，過去蔡教授一直在尋找的元件，也可以說成是元件的電阻是通過該電阻電荷量的函數。在第11章将介紹運動電荷與其周圍磁場的關系，以便滿足建立這種元件的電流與磁場關系的需要。
憶阻器的電阻值随着朝一個方向流過電荷的增加而增加；随着朝另一個方向流過電荷的增加而減少。更為重要的是，當電流消失了，它能保持電流消失時的電阻值，是以具有記憶性。
在納米範圍内，電阻的這種行為是在二氧化钛（tio2）半導體中發現的。純淨的二氧化钛是高阻材料，但是可以通過摻入雜質來使它變得易于導電。給這種材料施加電場，雜質就會按照電流的方向運動。起初雜質隻存在于憶阻器的一端，其他地方都是純淨的二氧化钛。從有雜質到無雜質的方向上，給憶阻器施加電壓，在憶阻器中就會産生電流，電流将導緻雜質朝着純淨的一方運動，結果憶阻器的總電阻就減小。換句話說，因為純淨二氧化钛具有很大的電阻，随着雜質向純淨的二氧化钛方向移動，純淨的二氧化钛區域在減少，含雜質的區域在增加，是以總電阻便減小。雜質的移動是由于在外部施加了電壓，結果産生了電荷的運動。反方向的外部電壓将産生反向的電流，使雜質朝反方向運動，純淨二氧化钛區域在增加，含雜質區域在減少，最終使憶阻器傳回到高阻狀态。表面上看來，這個過程相當簡單。
可以借助水管中的水流（對應電流）打個比方來模仿憶阻器電阻的變化規律。一般情況下，水管對水的阻力與管子的直徑直接相關：直徑越小，阻力越大；直徑越大，阻力越小。為了使這種模仿能夠恰當地描述憶阻器，必須假設管子的直徑是水流的函數：當水朝一個方向流動時，會使管子直徑膨脹，因而減小了對水的阻力。流水量越多，直徑膨脹得越大。當水朝反方向流動時，反向流水量越多，直徑變得越小，對水的阻力越大。當任何方向的水流停止時，管子便保持住水流停止時的直徑和對應的阻力。
在圖3.32a中有17個憶阻器，它們排成一行，每個憶阻器寬度大約是50nm。每個憶阻器的下端連接配接在一起，上端連接配接到導線網絡。每一個憶阻器所呈現的電阻，取決于流過電荷的多少和方向。目前憶阻器的電路符号如圖3.32b所示，雖然類似于電阻器的符号，但還是有明顯的不同。
如前所述，憶阻器的電阻取決于電荷的流動情況。電荷停止流動時，它能保持停止時的電阻值。這種器件對未來的影響是巨大的——計算機能夠記住在關閉計算機前對它的最後操作和所顯示的内容。幾個小時或幾天以後，重新啟動計算機時，它所處的狀态和顯示的内容将與關機前嚴格相同。是以使用憶阻器有望可以制造即開即用的計算機，即每次開機後的狀态都是上次關機前的狀态。可見，跟蹤第四種電學元件的研究進展，關注它對電子學和資訊技術産生的影響将是相當有趣的。
就像半導體一樣，起初會被問到各種問題和遇到種種難題，而現在，半導體早已是極端重要的器件。在未來的電子技術領域，憶阻器完全有可能引起同樣令人驚歎的變革。