Некаторы час таму ў выданні Communications Physics выйшаў навуковы артыкул "Harnessing ferroelectric domains for negative capacitance", аўтарамі якога сталі расійскія фізікі з Паўднёвага федэральнага ўніверсітэта (Растоў-на-Доне) Юрый Ціханаў і Ганна Разумная, фізікі з французскага Універсітэта Пікардыі. Лук'янчук і Анаіс верасня, а таксама матэрыялазнаўца з Аргонскай нацыянальнай лабараторыі Валерый Вінакур. У артыкуле расказана аб стварэнні "немагчымага" кандэнсатара з адмоўным зарадам, які быў прадказаны дзесяцігоддзі таму, але атрымаў практычнае ўвасабленне толькі зараз.
Распрацоўка абяцае рэвалюцыю ў электронных ланцугах паўправадніковых прылад. Пара з «адмоўнага» і звычайнага кандэнсатара з дадатным зарадам, злучаная паслядоўна, павялічвае ўзровень уваходнай напругі ў зададзенай кропцы вышэй намінальнага значэння да неабходнага для працы пэўных участкаў электронных ланцугоў. Іншымі словамі, працэсар можа сілкавацца параўнальна нізкай напругай, але тыя ўчасткі ланцугоў (блокі), якім для працы неабходна падвышанае значэнне напругі, з дапамогай пар "адмоўных" і звычайных кандэнсатараў атрымаюць кантраляванае сілкаванне з павялічаным вальтажом. Гэта абяцае палепшыць энергаэфектыўнасць вылічальных ланцугоў і шматлікае іншае.
Да дадзенай рэалізацыі адмоўных кандэнсатараў аналагічны эфект дасягаўся кароткачасова і толькі з захаваннем спецыяльных умоў. Расейскія навукоўцы разам з калегамі з ЗША і Францыі прыдумалі ўстойлівую і простую структуру адмоўных кандэнсатараў, прыдатную для масавай вытворчасці і для працы ў звычайных умовах.
Распрацаваная фізікамі структура адмоўнага кандэнсатара ўяўляе сабой дзве падзеленыя вобласці, кожная з якіх утрымоўвае наначасціц фераэлектрыка з зарадам з аднолькавай палярнасцю (у савецкай літаратуры яны зваліся сегнетоэлектрыкі). У звычайным стане фераэлектрыкі маюць нейтральны зарад, што адбываецца з-за адвольна арыентаваных даменаў усярэдзіне матэрыялу. Навукоўцы здолелі развесці наначасціц з аднолькавым зарадам па двух паасобных фізічных абласцях кандэнсатара - кожныя ў сваю вобласць.
На ўмоўнай мяжы паміж двума рознапалярнымі абласцямі тут жа ўзнікла так званая даменная сцяна - вобласць змены палярнасці. Аказалася, што даменную сцяну можна перамяшчаць, калі да адной з абласцей структуры падвесці напружанне. Зрушэнне даменнай сцяны ў адным кірунку стала эквівалентна назапашванню адмоўнага зарада. Прычым, чым мацней зараджаецца кандэнсатар, тым ніжэй напруга на яго абкладках. У звычайных кандэнсатарах усё не так. Падвышэнне зарада вядзе да павелічэння напругі на абкладках. Паколькі адмоўны і звычайны кандэнсатар уключаны паслядоўна, працэсы не парушаюць закон захавання энергіі, але прыводзяць да з'яўлення цікавай з'явы ў выглядзе нарошчвання напругі сілкавання ў патрэбных кропках электроннага ланцуга. Цікаўна ўбачыць, як гэтыя эфекты будуць рэалізаваны ў электронных ланцугах.
Крыніца: 3dnews.ru