Cách đây một thời gian, ấn phẩm Vật lý Truyền thông đã xuất bản một bài báo khoa học “Khai thác các miền sắt điện cho điện dung âm”, tác giả của bài báo này là các nhà vật lý người Nga từ Đại học Liên bang miền Nam (Rostov-on-Don) Yuri Tikhonov và Anna Razumnaya, các nhà vật lý người Pháp. Đại học Picardy được đặt theo tên của Jules Verne Igor Lukyanchuk và Anais Sen, cũng như nhà khoa học vật liệu từ Phòng thí nghiệm quốc gia Argonne Valery Vinokur. Bài báo nói về việc tạo ra một tụ điện “không thể” mang điện tích âm, điều này đã được dự đoán từ nhiều thập kỷ trước nhưng đến nay mới được đưa vào thực tế.
Sự phát triển này hứa hẹn một cuộc cách mạng trong mạch điện tử của các thiết bị bán dẫn. Một cặp tụ điện “âm” và một tụ điện thông thường có điện tích dương, mắc nối tiếp, sẽ làm tăng mức điện áp đầu vào tại một điểm nhất định cao hơn giá trị danh nghĩa đến mức cần thiết cho hoạt động của các phần cụ thể của mạch điện tử. Nói cách khác, bộ xử lý có thể được cấp nguồn bằng điện áp tương đối thấp, nhưng những phần mạch (khối) yêu cầu điện áp tăng để hoạt động sẽ nhận được nguồn điện được điều khiển với điện áp tăng bằng cách sử dụng các cặp tụ điện “âm” và tụ điện thông thường. Điều này hứa hẹn sẽ cải thiện hiệu quả sử dụng năng lượng của các mạch điện toán và hơn thế nữa.
Trước khi triển khai tụ điện âm, hiệu ứng tương tự đã đạt được trong thời gian ngắn và chỉ trong những điều kiện đặc biệt. Các nhà khoa học Nga cùng với các đồng nghiệp đến từ Mỹ và Pháp đã đưa ra được cấu trúc ổn định và đơn giản của tụ âm, phù hợp cho sản xuất hàng loạt và hoạt động trong điều kiện bình thường.
Cấu trúc của một tụ điện âm được các nhà vật lý phát triển bao gồm hai vùng riêng biệt, mỗi vùng chứa các hạt nano sắt điện có điện tích cùng cực (trong văn học Liên Xô chúng được gọi là sắt điện). Ở trạng thái bình thường, chất sắt điện có điện tích trung tính, đó là do các miền định hướng ngẫu nhiên bên trong vật liệu. Các nhà khoa học đã có thể tách các hạt nano có cùng điện tích thành hai vùng vật lý riêng biệt của tụ điện - mỗi vùng có diện tích riêng.
Tại ranh giới quy ước giữa hai vùng cực đối lập nhau, ngay lập tức xuất hiện cái gọi là bức tường miền - vùng có sự thay đổi cực. Hóa ra là một bức tường miền có thể được di chuyển nếu điện áp được đặt vào một trong các vùng của cấu trúc. Sự dịch chuyển của vách đômen theo một hướng tương đương với sự tích tụ điện tích âm. Hơn nữa, tụ điện càng được tích điện thì điện áp trên các bản của nó càng thấp. Đây không phải là trường hợp với tụ điện thông thường. Sự gia tăng điện tích dẫn đến tăng điện áp trên các tấm. Vì tụ điện âm và tụ điện thông thường được mắc nối tiếp nên các quá trình không vi phạm định luật bảo toàn năng lượng, nhưng dẫn đến xuất hiện một hiện tượng thú vị dưới dạng tăng điện áp nguồn tại các điểm mong muốn trong mạch điện tử . Sẽ rất thú vị khi xem những hiệu ứng này sẽ được thực hiện như thế nào trong các mạch điện tử.
Nguồn: 3dnews.ru