Pirms kāda laika izdevums Communications Physics publicēja zinātnisku rakstu “Ferroelektrisko domēnu izmantošana negatīvai kapacitātei”, kura autori bija Krievijas fiziķi no Dienvidu federālās universitātes (Rostova pie Donas) Jurijs Tihonovs un Anna Razumnaja, fiziķi no Francijas. Pikardijas universitāte nosaukta Žila Verna vārdā Igors Lukjančuks un Anais Sen, kā arī materiālu zinātnieks no Argonnas Nacionālās laboratorijas Valērija Vinokura. Rakstā ir runāts par “neiespējama” kondensatora ar negatīvu lādiņu izveidi, kas tika prognozēts pirms gadu desmitiem, bet tikai tagad ir ieviests praksē.
Izstrāde sola revolūciju pusvadītāju ierīču elektroniskajās shēmās. “Negatīvā” un parastā kondensatora pāris ar pozitīvu lādiņu, kas savienoti virknē, paaugstina ieejas sprieguma līmeni noteiktā punktā virs nominālvērtības līdz līmenim, kas nepieciešams noteiktu elektronisko ķēžu sekciju darbībai. Citiem vārdiem sakot, procesoru var darbināt ar salīdzinoši zemu spriegumu, bet tās ķēžu (bloku) sadaļas, kuru darbībai nepieciešams paaugstināts spriegums, saņems kontrolētu jaudu ar paaugstinātu spriegumu, izmantojot “negatīvo” un parasto kondensatoru pārus. Tas sola uzlabot skaitļošanas shēmu energoefektivitāti un daudz ko citu.
Pirms šīs negatīvo kondensatoru ieviešanas līdzīgs efekts tika sasniegts īsu laiku un tikai īpašos apstākļos. Krievu zinātnieki kopā ar kolēģiem no ASV un Francijas ir izstrādājuši stabilu un vienkāršu negatīvo kondensatoru struktūru, kas piemērota masveida ražošanai un darbībai normālos apstākļos.
Fiziķu izstrādātā negatīvā kondensatora struktūra sastāv no diviem atdalītiem reģioniem, no kuriem katrs satur feroelektriskās nanodaļiņas ar vienādas polaritātes lādiņu (padomju literatūrā tos sauca par feroelektriķiem). Parastā stāvoklī feroelektriķiem ir neitrāls lādiņš, kas ir saistīts ar nejauši orientētiem domēniem materiālā. Zinātnieki spēja atdalīt nanodaļiņas ar vienādu lādiņu divās atsevišķās kondensatora fiziskajās zonās - katra savā zonā.
Pie parastās robežas starp diviem pretēji polāriem reģioniem nekavējoties parādījās tā sauktā domēna siena - polaritātes maiņas apgabals. Izrādījās, ka domēna sienu var pārvietot, ja kādam no struktūras reģioniem tiek pielikts spriegums. Domēna sienas pārvietošana vienā virzienā kļuva līdzvērtīga negatīva lādiņa uzkrāšanai. Turklāt, jo vairāk kondensators ir uzlādēts, jo zemāks ir spriegums uz tā plāksnēm. Tas neattiecas uz parastajiem kondensatoriem. Uzlādes palielināšanās noved pie sprieguma palielināšanās uz plāksnēm. Tā kā negatīvais un parastais kondensators ir savienoti virknē, procesi nepārkāpj enerģijas nezūdamības likumu, bet izraisa interesantas parādības parādīšanos barošanas sprieguma palielināšanās veidā vēlamajos elektroniskās ķēdes punktos. . Būs interesanti redzēt, kā šie efekti tiks ieviesti elektroniskajās shēmās.
Avots: 3dnews.ru