Bir süre önce, Communications Physics yayını, yazarları Güney Federal Üniversitesi'nden (Rostov-on-Don) Rus fizikçiler Yuri Tikhonov ve Fransız fizikçiler Anna Razumnaya olan “Negatif kapasitans için ferroelektrik alanların kullanılması” adlı bilimsel bir makale yayınladı. Picardy Üniversitesi, Jules Verne Igor Lukyanchuk ve Anais Sen'in yanı sıra Argonne Ulusal Laboratuvarı Valery Vinokur'dan malzeme bilimcisi adını almıştır. Makale, onlarca yıl önce tahmin edilen ancak şimdi uygulamaya konulan negatif yüklü "imkansız" bir kapasitörün yaratılmasından bahsediyor.
Bu gelişme, yarı iletken cihazların elektronik devrelerinde bir devrim vaat ediyor. Seri olarak bağlanan bir çift "negatif" ve pozitif yüklü geleneksel bir kapasitör, belirli bir noktada giriş voltajı seviyesini nominal değerin üzerinde, elektronik devrelerin belirli bölümlerinin çalışması için gereken seviyeye yükseltir. Başka bir deyişle, işlemci nispeten düşük bir voltajla çalıştırılabilir, ancak devrelerin (blokların) çalışması için artan voltaj gerektiren bölümleri, "negatif" ve geleneksel kapasitör çiftleri kullanılarak artan voltajla kontrollü güç alacaktır. Bu, bilgi işlem devrelerinin enerji verimliliğini ve çok daha fazlasını artırmayı vaat ediyor.
Negatif kapasitörlerin bu uygulamasından önce benzer bir etki kısa bir süre için ve yalnızca özel koşullar altında elde ediliyordu. Rus bilim adamları, ABD ve Fransa'dan meslektaşlarıyla birlikte, seri üretime ve normal koşullar altında çalışmaya uygun, kararlı ve basit bir negatif kapasitör yapısı geliştirdiler.
Fizikçiler tarafından geliştirilen negatif kapasitörün yapısı, her biri aynı polaritede yüke sahip ferroelektrik nanopartiküller içeren iki ayrı bölgeden oluşur (Sovyet literatüründe bunlara ferroelektrik denir). Normal durumlarında ferroelektrikler, malzeme içindeki rastgele yönlendirilmiş alanlardan kaynaklanan nötr bir yüke sahiptir. Bilim insanları, aynı yüke sahip nanoparçacıkları, her biri kendi alanında olmak üzere kapasitörün iki ayrı fiziksel alanına ayırmayı başardılar.
İki zıt kutuplu bölge arasındaki geleneksel sınırda, alan duvarı adı verilen bir alan hemen ortaya çıktı - bir kutup değişimi alanı. Yapının bölgelerinden birine voltaj uygulandığında alan duvarının hareket ettirilebileceği ortaya çıktı. Alan duvarının bir yönde yer değiştirmesi, negatif yükün birikmesine eşdeğer hale geldi. Üstelik kapasitör ne kadar çok şarj edilirse plakalarındaki voltaj da o kadar düşük olur. Geleneksel kapasitörlerde durum böyle değildir. Yükteki bir artış plakalardaki voltajın artmasına neden olur. Negatif ve sıradan kapasitör seri olarak bağlandığı için işlemler enerjinin korunumu yasasını ihlal etmez, ancak elektronik devrenin istenen noktalarında besleme voltajında \uXNUMXb\uXNUMXbartış şeklinde ilginç bir olgunun ortaya çıkmasına yol açar. . Bu etkilerin elektronik devrelerde nasıl uygulanacağını görmek ilginç olacak.
Kaynak: 3dnews.ru