Prieš kurį laiką leidinys „Communications Physics“ paskelbė mokslinį straipsnį „Feroelektrinių domenų panaudojimas neigiamai talpai“, kurio autoriai buvo Rusijos fizikai iš Pietų federalinio universiteto (Rostovas prie Dono) Jurijus Tichonovas ir Anna Razumnaya, fizikai iš Prancūzijos. Pikardijos universitetas, pavadintas Žiulio Verno Igorio Lukyanchuko ir Anais Seno vardu, taip pat medžiagų mokslininko iš Argonne nacionalinės laboratorijos Valerijus Vinokuro vardu. Straipsnyje kalbama apie „neįmanomo“ kondensatoriaus su neigiamu krūviu sukūrimą, kuris buvo prognozuotas prieš kelis dešimtmečius, bet tik dabar pradėtas įgyvendinti.
Plėtra žada revoliuciją puslaidininkinių įtaisų elektroninėse grandinėse. „Neigiamojo“ ir įprasto kondensatoriaus su teigiamu krūviu pora, sujungta nuosekliai, padidina įvesties įtampos lygį tam tikrame taške virš vardinės vertės iki to, kuris reikalingas tam tikrų elektroninių grandinių sekcijų veikimui. Kitaip tariant, procesorius gali būti maitinamas santykinai žema įtampa, tačiau tos grandinių (blokų) sekcijos, kurioms veikti reikalinga padidinta įtampa, gaus valdomą galią su padidinta įtampa, naudojant „neigiamų“ ir įprastų kondensatorių poras. Tai žada pagerinti skaičiavimo grandinių energijos vartojimo efektyvumą ir dar daugiau.
Prieš šį neigiamų kondensatorių įgyvendinimą panašus efektas buvo pasiektas trumpą laiką ir tik ypatingomis sąlygomis. Rusijos mokslininkai kartu su kolegomis iš JAV ir Prancūzijos sugalvojo stabilią ir paprastą neigiamų kondensatorių struktūrą, tinkančią masinei gamybai ir eksploatuoti normaliomis sąlygomis.
Fizikų sukurta neigiamo kondensatoriaus struktūra susideda iš dviejų atskirtų sričių, kurių kiekvienoje yra to paties poliškumo krūvio feroelektrinės nanodalelės (sovietinėje literatūroje jos buvo vadinamos feroelektrikais). Įprastoje būsenoje feroelektrikai turi neutralų krūvį, kuris atsiranda dėl atsitiktinai orientuotų medžiagoje esančių domenų. Mokslininkai sugebėjo atskirti nanodaleles su tuo pačiu krūviu į dvi atskiras fizines kondensatoriaus sritis – kiekviena savo srityje.
Įprastoje riboje tarp dviejų priešingų poliarinių regionų iš karto atsirado vadinamoji domeno siena - poliškumo pasikeitimo sritis. Paaiškėjo, kad domeno siena gali būti perkelta, jei įtampa tiekiama vienai iš konstrukcijos sričių. Domeno sienos poslinkis viena kryptimi tapo lygiavertis neigiamo krūvio kaupimuisi. Be to, kuo labiau įkraunamas kondensatorius, tuo mažesnė jo plokščių įtampa. Įprastų kondensatorių atveju taip nėra. Padidėjus įkrovimui, padidėja plokščių įtampa. Kadangi neigiamas ir įprastas kondensatorius yra sujungti nuosekliai, procesai nepažeidžia energijos tvermės dėsnio, tačiau sukelia įdomų reiškinį, atsirandantį dėl maitinimo įtampos padidėjimo norimuose elektroninės grandinės taškuose. . Bus įdomu pamatyti, kaip šie efektai bus įgyvendinti elektroninėse grandinėse.
Šaltinis: 3dnews.ru