यूएसए आणि फ्रान्समधील रशियन सहकाऱ्यांसह रशियन भौतिकशास्त्रज्ञांनी एक "अशक्य" कॅपेसिटर तयार केला आहे

काही काळापूर्वी, कम्युनिकेशन्स फिजिक्स या प्रकाशनाने "नकारात्मक क्षमतांसाठी फेरोइलेक्ट्रिक डोमेन्सचा वापर" हा वैज्ञानिक लेख प्रकाशित केला होता, ज्याचे लेखक दक्षिणी फेडरल युनिव्हर्सिटी (रोस्तोव्ह-ऑन-डॉन) युरी टिखोनोव्ह आणि अण्णा रझुम्नाया, फ्रेंचमधील भौतिकशास्त्रज्ञ रशियन भौतिकशास्त्रज्ञ होते. पिकार्डी विद्यापीठाचे नाव ज्युल्स व्हर्न इगोर लुक्यानचुक आणि अनैस सेन, तसेच अर्गोन नॅशनल लॅबोरेटरी व्हॅलेरी विनोकुरचे साहित्य शास्त्रज्ञ. लेख नकारात्मक चार्जसह "अशक्य" कॅपेसिटरच्या निर्मितीबद्दल बोलतो, ज्याचा अंदाज अनेक दशकांपूर्वी वर्तवण्यात आला होता, परंतु आताच प्रत्यक्षात आणला गेला आहे.

विकास अर्धसंवाहक उपकरणांच्या इलेक्ट्रॉनिक सर्किट्समध्ये क्रांतीचे वचन देतो. "ऋण" आणि एक परंपरागत कॅपेसिटरची जोडी, पॉझिटिव्ह चार्जसह, मालिकेत जोडलेली, इलेक्ट्रॉनिक सर्किट्सच्या विशिष्ट विभागांच्या ऑपरेशनसाठी आवश्यक असलेल्या नाममात्र मूल्यापेक्षा दिलेल्या बिंदूवर इनपुट व्होल्टेज पातळी वाढवते. दुसऱ्या शब्दांत, प्रोसेसर तुलनेने कमी व्होल्टेजद्वारे चालविला जाऊ शकतो, परंतु सर्किट्स (ब्लॉक्स) च्या ज्या विभागांना ऑपरेट करण्यासाठी वाढीव व्होल्टेज आवश्यक आहे त्यांना "ऋण" आणि पारंपारिक कॅपेसिटरच्या जोड्यांचा वापर करून वाढीव व्होल्टेजसह नियंत्रित शक्ती प्राप्त होईल. हे संगणकीय सर्किट्सची ऊर्जा कार्यक्षमता आणि बरेच काही सुधारण्याचे वचन देते.

नकारात्मक कॅपेसिटरच्या या अंमलबजावणीपूर्वी, एक समान प्रभाव थोड्या काळासाठी आणि केवळ विशेष परिस्थितीत प्राप्त झाला होता. रशियन शास्त्रज्ञांनी, यूएसए आणि फ्रान्समधील सहकाऱ्यांसह, मोठ्या प्रमाणात उत्पादनासाठी आणि सामान्य परिस्थितीत ऑपरेशनसाठी उपयुक्त असलेल्या नकारात्मक कॅपेसिटरची स्थिर आणि साधी रचना तयार केली आहे.

भौतिकशास्त्रज्ञांनी विकसित केलेल्या नकारात्मक कॅपेसिटरच्या संरचनेत दोन विभक्त प्रदेश असतात, ज्यापैकी प्रत्येकामध्ये समान ध्रुवीयतेच्या चार्जसह फेरोइलेक्ट्रिक नॅनो कण असतात (सोव्हिएत साहित्यात त्यांना फेरोइलेक्ट्रिक्स म्हटले जाते). त्यांच्या सामान्य स्थितीत, फेरोइलेक्ट्रिक्समध्ये तटस्थ शुल्क असते, जे सामग्रीमधील यादृच्छिकपणे केंद्रित डोमेनमुळे होते. शास्त्रज्ञ समान चार्ज असलेल्या नॅनोकणांना कॅपेसिटरच्या दोन स्वतंत्र भौतिक भागात वेगळे करू शकले - प्रत्येक त्याच्या स्वतःच्या क्षेत्रात.

दोन विरुद्ध ध्रुवीय प्रदेशांमधील पारंपारिक सीमेवर, एक तथाकथित डोमेन भिंत ताबडतोब दिसू लागली - ध्रुवीय बदलाचे क्षेत्र. असे दिसून आले की जर संरचनेच्या क्षेत्रांपैकी एकावर व्होल्टेज लागू केले असेल तर डोमेन भिंत हलविली जाऊ शकते. एका दिशेने डोमेन भिंतीचे विस्थापन नकारात्मक शुल्क जमा होण्यासारखे झाले. शिवाय, कॅपेसिटर जितका जास्त चार्ज होईल तितका त्याच्या प्लेट्सवरील व्होल्टेज कमी होईल. पारंपारिक कॅपेसिटरच्या बाबतीत असे नाही. चार्ज वाढल्याने प्लेट्सवरील व्होल्टेजमध्ये वाढ होते. नकारात्मक आणि सामान्य कॅपेसिटर मालिकेत जोडलेले असल्याने, प्रक्रिया उर्जेच्या संवर्धनाच्या कायद्याचे उल्लंघन करत नाहीत, परंतु इलेक्ट्रॉनिक सर्किटमधील इच्छित बिंदूंवर पुरवठा व्होल्टेजमध्ये वाढ होण्याच्या रूपात एक मनोरंजक घटना घडते. . हे परिणाम इलेक्ट्रॉनिक सर्किट्समध्ये कसे लागू केले जातील हे पाहणे मनोरंजक असेल.

स्त्रोत: 3dnews.ru