Mõni aeg tagasi avaldas väljaanne Communications Physics teadusliku artikli “Harnessing Ferroelectric domains for negative capacitance”, mille autoriteks olid Venemaa füüsikud Lõuna-Föderaalülikoolist (Doni-äärse Rostov) Juri Tihhonov ja Anna Razumnaja, prantslaste füüsikud. Picardie Ülikool, mis sai nime Jules Verne Igor Lukyanchuki ja Anais Seni ning Argonne'i riikliku labori materjaliteadlase Valeri Vinokuri järgi. Artiklis räägitakse „võimatu“ negatiivse laenguga kondensaatori loomisest, mida ennustati aastakümneid tagasi, kuid alles nüüd on see praktikasse jõutud.
Arendus tõotab revolutsiooni pooljuhtseadmete elektroonilistes ahelates. Paar "negatiivset" ja tavalist positiivse laenguga kondensaatorit, mis on ühendatud järjestikku, suurendab sisendpinge taset antud punktis üle nimiväärtuse tasemeni, mis on vajalik elektroonikaahelate konkreetsete sektsioonide tööks. Teisisõnu, protsessorit saab toita suhteliselt madala pingega, kuid need ahelate sektsioonid (plokid), mille tööks on vaja kõrgendatud pinget, saavad kontrollitud võimsust suurenenud pingega, kasutades "negatiivsete" ja tavaliste kondensaatorite paare. See lubab parandada arvutusahelate energiatõhusust ja palju muud.
Enne seda negatiivsete kondensaatorite rakendamist saavutati sarnane efekt lühikest aega ja ainult eritingimustel. Vene teadlased on koos USA ja Prantsusmaa kolleegidega välja töötanud stabiilse ja lihtsa negatiivsete kondensaatorite struktuuri, mis sobib masstootmiseks ja tavatingimustes kasutamiseks.
Füüsikute poolt välja töötatud negatiivse kondensaatori struktuur koosneb kahest eraldatud piirkonnast, millest igaüks sisaldab sama polaarsusega ferroelektrilisi nanoosakesi (nõukogude kirjanduses nimetati neid ferroelektrikuteks). Tavalises olekus on ferroelektrikel neutraalne laeng, mis on tingitud materjalis juhuslikult orienteeritud domeenidest. Teadlased suutsid eraldada sama laenguga nanoosakesed kaheks eraldiseisvaks kondensaatori füüsiliseks piirkonnaks – igaüks omal alal.
Kahe vastupidise polaarse piirkonna vahelisel tavapärasel piiril tekkis kohe nn domeeni sein - polaarsuse muutumise ala. Selgus, et domeeni seina saab liigutada, kui konstruktsiooni ühele piirkonnale on pingestatud. Domeeni seina nihkumine ühes suunas muutus samaväärseks negatiivse laengu kogunemisega. Veelgi enam, mida rohkem kondensaatorit laetakse, seda madalam on selle plaatide pinge. Tavaliste kondensaatorite puhul see nii ei ole. Laengu suurenemine toob kaasa plaatide pinge suurenemise. Kuna negatiivne ja tavaline kondensaator on järjestikku ühendatud, ei riku need protsessid energia jäävuse seadust, vaid viivad huvitava nähtuse ilmnemiseni toitepinge suurenemise näol elektroonikaahela soovitud punktides. . Huvitav on näha, kuidas neid efekte elektroonilistes ahelates rakendatakse.
Allikas: 3dnews.ru