Nemrég a Communications Physics című kiadvány publikált egy tudományos cikket „Ferroelektromos tartományok kihasználása negatív kapacitáshoz”, amelynek szerzői Jurij Tikhonov orosz fizikusok voltak a Déli Szövetségi Egyetemről (Rosztov-on-Don) és Anna Razumnaja francia fizikusok. Jules Verne Igor Lukyanchuk és Anais Sen, valamint az Argonne National Laboratory anyagtudósa, Valery Vinokur után elnevezett Picardiai Egyetem. A cikkben szó esik egy „lehetetlen” negatív töltésű kondenzátor létrehozásáról, amelyet évtizedekkel ezelőtt jósoltak, de a gyakorlatba csak most került sor.
A fejlesztés forradalmat ígér a félvezető eszközök elektronikus áramköreiben. Egy „negatív” és egy hagyományos pozitív töltésű kondenzátor pár sorba kapcsolva a bemeneti feszültségszintet egy adott ponton a névleges érték felett az elektronikus áramkörök meghatározott szakaszainak működéséhez szükséges szintre emeli. Más szóval, a processzor táplálható viszonylag alacsony feszültséggel, de az áramkörök (blokkok) azon részei, amelyek működéséhez megnövelt feszültségre van szükség, a „negatív” és a hagyományos kondenzátorok párja segítségével megnövelt feszültséggel szabályozott teljesítményt kapnak. Ez a számítási áramkörök energiahatékonyságának javítását ígéri, és még sok mást.
A negatív kondenzátorok ezen megvalósítása előtt hasonló hatást értek el rövid ideig és csak speciális körülmények között. Orosz tudósok amerikai és francia kollégákkal közösen kidolgozták a negatív kondenzátorok stabil és egyszerű szerkezetét, amely alkalmas tömeggyártásra és normál körülmények között történő működésre.
A fizikusok által kidolgozott negatív kondenzátor szerkezete két különálló régióból áll, amelyek mindegyike azonos polaritású ferroelektromos nanorészecskéket tartalmaz (a szovjet irodalomban ezeket ferroelektromosnak nevezték). Normál állapotukban a ferroelektromos anyagok semleges töltéssel rendelkeznek, ami az anyagon belüli véletlenszerűen orientált tartományoknak köszönhető. A tudósok képesek voltak szétválasztani az azonos töltésű nanorészecskéket a kondenzátor két külön fizikai területére – mindegyik a saját területén.
A két ellentétes poláris régió közötti hagyományos határon azonnal megjelent egy úgynevezett tartományfal - a polaritásváltozás területe. Kiderült, hogy egy tartományfal mozgatható, ha feszültséget kapcsolunk a szerkezet valamelyik tartományára. A tartomány falának egy irányba történő elmozdulása egyenértékűvé vált a negatív töltés felhalmozódásával. Ezenkívül minél jobban fel van töltve a kondenzátor, annál alacsonyabb a feszültség a lemezeken. A hagyományos kondenzátorok esetében ez nem így van. A töltés növekedése a lemezek feszültségének növekedéséhez vezet. Mivel a negatív és a közönséges kondenzátor sorba van kötve, a folyamatok nem sértik az energia megmaradás törvényét, hanem érdekes jelenség megjelenéséhez vezetnek a tápfeszültség növekedése formájában az elektronikus áramkör kívánt pontjain. . Érdekes lesz látni, hogyan fogják ezeket a hatásokat megvalósítani az elektronikus áramkörökben.
Forrás: 3dnews.ru