Qualche tempo fa, la pubblicazione Communications Physics ha pubblicato un articolo scientifico “Sfruttamento dei domini ferroelettrici per capacità negativa”, i cui autori erano i fisici russi dell’Università Federale Meridionale (Rostov sul Don) Yuri Tikhonov e Anna Razumnaya, fisici dell’Università Federale Francese (Rostov sul Don) Università della Piccardia intitolata a Jules Verne Igor Lukyanchuk e Anais Sen, nonché allo scienziato dei materiali del Laboratorio nazionale di Argonne Valery Vinokur. Nell'articolo si parla della creazione di un condensatore “impossibile” con carica negativa, previsto decenni fa, ma solo ora messo in pratica.
Lo sviluppo promette una rivoluzione nei circuiti elettronici dei dispositivi a semiconduttore. Una coppia di condensatori "negativi" e convenzionali con carica positiva, collegati in serie, aumenta il livello di tensione di ingresso in un dato punto al di sopra del valore nominale a quello richiesto per il funzionamento di sezioni specifiche di circuiti elettronici. In altre parole, il processore può essere alimentato da una tensione relativamente bassa, ma quelle sezioni dei circuiti (blocchi) che richiedono una tensione maggiore per funzionare riceveranno alimentazione controllata con una tensione maggiore utilizzando coppie di condensatori “negativi” e convenzionali. Ciò promette di migliorare l’efficienza energetica dei circuiti informatici e molto altro ancora.
Prima di questa implementazione dei condensatori negativi, un effetto simile veniva ottenuto per un breve periodo e solo in condizioni speciali. Scienziati russi, insieme a colleghi statunitensi e francesi, hanno ideato una struttura stabile e semplice di condensatori negativi, adatta alla produzione di massa e al funzionamento in condizioni normali.
La struttura di un condensatore negativo sviluppata dai fisici è costituita da due regioni separate, ciascuna delle quali contiene nanoparticelle ferroelettriche con una carica della stessa polarità (nella letteratura sovietica erano chiamate ferroelettrici). Nel loro stato normale, i ferroelettrici hanno una carica neutra, dovuta a domini orientati in modo casuale all'interno del materiale. Gli scienziati sono riusciti a separare le nanoparticelle con la stessa carica in due aree fisiche separate del condensatore, ciascuna nella propria area.
Al confine convenzionale tra due regioni polari opposte, è apparso immediatamente un cosiddetto muro di dominio, un'area di cambiamento di polarità. Si è scoperto che la parete di un dominio può essere spostata se viene applicata tensione a una delle regioni della struttura. Lo spostamento della parete del dominio in una direzione divenne equivalente all'accumulo di una carica negativa. Inoltre, quanto più il condensatore è carico, tanto minore è la tensione sulle sue armature. Questo non è il caso dei condensatori convenzionali. Un aumento di carica porta ad un aumento di tensione sulle piastre. Poiché il condensatore negativo e quello ordinario sono collegati in serie, i processi non violano la legge di conservazione dell'energia, ma portano alla comparsa di un fenomeno interessante sotto forma di un aumento della tensione di alimentazione nei punti desiderati del circuito elettronico . Sarà interessante vedere come questi effetti verranno implementati nei circuiti elettronici.
Fonte: 3dnews.ru