Cu ceva timp în urmă, publicația Communications Physics a publicat un articol științific „Harnessing ferroelectric domains for negative capacitance”, ai cărui autori au fost fizicieni ruși de la Universitatea Federală de Sud (Rostov-pe-Don) Yuri Tikhonov și Anna Razumnaya, fizicieni din Franța. Universitatea din Picardia numită după Jules Verne Igor Lukyanchuk și Anais Sen, precum și cercetător în materiale de la Laboratorul Național Argonne Valery Vinokur. Articolul vorbește despre crearea unui condensator „imposibil” cu o sarcină negativă, care a fost prezis cu zeci de ani în urmă, dar a fost pus în practică abia acum.
Dezvoltarea promite o revoluție în circuitele electronice ale dispozitivelor semiconductoare. O pereche de un condensator „negativ” și un condensator convențional cu sarcină pozitivă, conectați în serie, crește nivelul tensiunii de intrare la un punct dat peste valoarea nominală la cea necesară pentru funcționarea secțiunilor specifice ale circuitelor electronice. Cu alte cuvinte, procesorul poate fi alimentat de o tensiune relativ scăzută, dar acele secțiuni ale circuitelor (blocuri) care necesită o tensiune crescută pentru a funcționa vor primi putere controlată cu o tensiune crescută folosind perechi de condensatoare „negative” și convenționale. Acest lucru promite să îmbunătățească eficiența energetică a circuitelor de calcul și multe altele.
Înainte de această implementare a condensatoarelor negative, un efect similar a fost obținut pentru o perioadă scurtă de timp și numai în condiții speciale. Oamenii de știință ruși, împreună cu colegii din SUA și Franța, au venit cu o structură stabilă și simplă de condensatoare negative, potrivite pentru producția de masă și pentru funcționarea în condiții normale.
Structura unui condensator negativ dezvoltat de fizicieni constă din două regiuni separate, fiecare dintre ele conține nanoparticule feroelectrice cu o sarcină de aceeași polaritate (în literatura sovietică erau numite feroelectrice). În starea lor normală, feroelectricii au o sarcină neutră, care se datorează domeniilor orientate aleatoriu din material. Oamenii de știință au reușit să separe nanoparticulele cu aceeași sarcină în două zone fizice separate ale condensatorului - fiecare în propria sa zonă.
La limita convențională dintre două regiuni polare opuse, a apărut imediat un așa-numit perete de domeniu - o zonă de schimbare a polarității. S-a dovedit că un perete de domeniu poate fi mutat dacă se aplică tensiune uneia dintre regiunile structurii. Deplasarea peretelui domeniului într-o direcție a devenit echivalentă cu acumularea unei sarcini negative. Mai mult, cu cât condensatorul este încărcat mai mult, cu atât tensiunea de pe plăcile sale este mai mică. Acesta nu este cazul condensatorilor convenționali. O creștere a sarcinii duce la o creștere a tensiunii pe plăci. Deoarece condensatorul negativ și obișnuit sunt conectați în serie, procesele nu încalcă legea conservării energiei, ci duc la apariția unui fenomen interesant sub forma unei creșteri a tensiunii de alimentare în punctele dorite ale circuitului electronic. . Va fi interesant de văzut cum vor fi implementate aceste efecte în circuitele electronice.
Sursa: 3dnews.ru