Prije nekog vremena publikacija Communications Physics objavila je znanstveni članak “Harnessing ferroelectric domains for negative capacitance”, čiji su autori ruski fizičari s Južnog federalnog sveučilišta (Rostov na Donu) Yuri Tikhonov i Anna Razumnaya, fizičari iz Francuske Sveučilište u Pikardiji nazvano po Julesu Verneu Igor Lukyanchuk i Anais Sen, kao i znanstvenik za materijale iz Nacionalnog laboratorija Argonne Valery Vinokur. U članku se govori o stvaranju “nemogućeg” kondenzatora s negativnim nabojem, koji je bio predviđen prije nekoliko desetljeća, ali je tek sada zaživio u praksi.
Razvoj obećava revoluciju u elektroničkim sklopovima poluvodičkih uređaja. Par "negativnog" i konvencionalnog kondenzatora s pozitivnim nabojem, spojen u seriju, povećava razinu ulaznog napona u danoj točki iznad nominalne vrijednosti na onu potrebnu za rad određenih dijelova elektroničkih sklopova. Drugim riječima, procesor se može napajati relativno niskim naponom, ali oni dijelovi krugova (blokovi) koji zahtijevaju povećani napon za rad će dobiti kontrolirano napajanje s povećanim naponom pomoću parova "negativnih" i konvencionalnih kondenzatora. Ovo obećava poboljšanje energetske učinkovitosti računalnih sklopova i još mnogo toga.
Prije ove primjene negativnih kondenzatora sličan se učinak postizao kratkotrajno i samo pod posebnim uvjetima. Ruski znanstvenici, zajedno s kolegama iz SAD-a i Francuske, osmislili su stabilnu i jednostavnu strukturu negativnih kondenzatora, pogodnu za masovnu proizvodnju i rad u normalnim uvjetima.
Struktura negativnog kondenzatora koju su razvili fizičari sastoji se od dva odvojena područja, od kojih svako sadrži feroelektrične nanočestice s nabojem istog polariteta (u sovjetskoj literaturi nazivani su feroelektrici). U svom normalnom stanju, feroelektrici imaju neutralan naboj, koji je posljedica nasumično orijentiranih domena unutar materijala. Znanstvenici su uspjeli razdvojiti nanočestice s istim nabojem u dva odvojena fizička područja kondenzatora - svako u svom području.
Na konvencionalnoj granici između dva suprotno polarna područja odmah se pojavio takozvani domenski zid - područje promjene polariteta. Pokazalo se da se stijenka domene može pomaknuti ako se napon dovede u jedno od područja strukture. Pomak stijenke domene u jednom smjeru postao je ekvivalentan nakupljanju negativnog naboja. Štoviše, što je više kondenzator napunjen, niži je napon na njegovim pločama. To nije slučaj s konvencionalnim kondenzatorima. Povećanje naboja dovodi do povećanja napona na pločama. Budući da su negativni i obični kondenzator spojeni u seriju, procesi ne krše zakon očuvanja energije, ali dovode do pojave zanimljivog fenomena u obliku povećanja napona napajanja na željenim točkama u elektroničkom krugu . Bit će zanimljivo vidjeti kako će se ti efekti implementirati u elektroničke sklopove.
Izvor: 3dnews.ru