Communications Physics -julkaisu julkaisi jokin aika sitten tieteellisen artikkelin "Harnessing ferroelectric domains for negative capacitance", jonka kirjoittajat olivat venäläiset fyysikot Southern Federal Universitysta (Donin Rostov) Juri Tikhonov ja Anna Razumnaja, ranskalaiset fyysikot. Picardyn yliopisto on nimetty Jules Verne Igor Lukyanchukin ja Anais Senin sekä Argonnen kansallisen laboratorion materiaalitutkijan Valery Vinokurin mukaan. Artikkelissa puhutaan "mahdottomasta" negatiivisella varauksella varustetun kondensaattorin luomisesta, joka ennustettiin vuosikymmeniä sitten, mutta joka on vasta nyt otettu käyttöön.
Kehitys lupaa vallankumouksen puolijohdelaitteiden elektronisissa piireissä. Pari "negatiivista" ja tavanomaista positiivisella varauksella varustettua kondensaattoria, jotka on kytketty sarjaan, nostaa tulojännitetason tietyssä kohdassa nimellisarvon yläpuolella tasolle, joka tarvitaan elektronisten piirien tiettyjen osien toimintaan. Toisin sanoen prosessori voi saada virtaa suhteellisen alhaisella jännitteellä, mutta ne piirien osat (lohkot), jotka vaativat korkeamman jännitteen toimiakseen, saavat ohjattua tehoa korotetulla jännitteellä käyttämällä "negatiivisia" ja tavanomaisia kondensaattoreita. Tämä lupaa parantaa laskentapiirien energiatehokkuutta ja paljon muuta.
Ennen tätä negatiivisten kondensaattorien käyttöönottoa samanlainen vaikutus saavutettiin lyhyen aikaa ja vain erityisolosuhteissa. Venäläiset tutkijat ovat yhdessä yhdysvaltalaisten ja ranskalaisten kollegoiden kanssa keksineet vakaan ja yksinkertaisen negatiivisten kondensaattoreiden rakenteen, joka soveltuu massatuotantoon ja toimintaan normaaleissa olosuhteissa.
Fyysikkojen kehittämän negatiivisen kondensaattorin rakenne koostuu kahdesta erillisestä alueesta, joista jokainen sisältää ferrosähköisiä nanohiukkasia, joiden varaus on sama (neuvostokirjallisuudessa niitä kutsuttiin ferrosähköiksi). Normaalitilassaan ferrosähköisillä on neutraali varaus, joka johtuu materiaalin satunnaisesti suuntautuneista alueista. Tutkijat pystyivät erottamaan nanohiukkaset, joilla oli sama varaus, kondensaattorin kahteen erilliseen fyysiseen alueeseen - kukin omalla alueellaan.
Kahden vastakkaisen polaarisen alueen välisellä tavanomaisella rajalla ilmaantui välittömästi niin sanottu domeeniseinä - napaisuuden muutosalue. Kävi ilmi, että verkkoalueen seinää voidaan siirtää, jos rakenteen johonkin alueeseen syötetään jännite. Alueen seinämän siirtyminen yhteen suuntaan tuli vastaavaksi negatiivisen varauksen kertymistä. Lisäksi mitä enemmän kondensaattoria ladataan, sitä pienempi on sen levyjen jännite. Näin ei ole perinteisten kondensaattoreiden kohdalla. Varauksen kasvu johtaa levyjen jännitteen nousuun. Koska negatiivinen ja tavallinen kondensaattori on kytketty sarjaan, prosessit eivät riko energian säilymislakia, vaan johtavat mielenkiintoisen ilmiön ilmenemiseen syöttöjännitteen kasvun muodossa elektronisen piirin halutuissa kohdissa. . On mielenkiintoista nähdä, kuinka nämä vaikutukset toteutetaan elektronisissa piireissä.
Lähde: 3dnews.ru