Преди време изданието Communications Physics публикува научна статия „Впрягане на сегнетоелектрически домейни за отрицателен капацитет“, чиито автори са руски физици от Южния федерален университет (Ростов на Дон) Юрий Тихонов и Анна Разумная, физици от френския университет „Жюл Верн Пикарди“Игор Лукянчук и Анаис Сен, както и учен по материали от Националната лаборатория на Аргон Валери Винокур. Статията разказва за създаването на "невъзможен" кондензатор с отрицателен заряд, който беше предвиден преди десетилетия, но едва сега е приложен на практика.
Развитието обещава революция в електронните схеми на полупроводникови устройства. Двойка "отрицателен" и конвенционален положително зареден кондензатор, свързани последователно, повишава нивото на входното напрежение в дадена точка над номиналната стойност до нивото, необходимо за работата на конкретни секции от електронни вериги. С други думи, процесорът може да се захранва от сравнително ниско напрежение, но онези участъци от веригите (блоковете), които се нуждаят от повишена стойност на напрежението за работа, ще получат контролирано захранване с повишено напрежение, използвайки двойки "отрицателни" и конвенционални кондензатори. Това обещава подобряване на енергийната ефективност на изчислителните схеми и др.
Преди това прилагане на отрицателни кондензатори, подобен ефект беше постигнат за кратко време и само при специални условия. Руските учени, заедно с колеги от САЩ и Франция, създадоха стабилна и проста отрицателна кондензаторна структура, подходяща за масово производство и за нормална работа.
Структурата на отрицателния кондензатор, разработена от физиците, се състои от два отделни участъка, всеки от които съдържа наночастици на сегнетоелектрик със заряд със същата полярност (в съветската литература те са били наричани фероелектрици). В нормално състояние фероелектриците имат неутрален заряд, който възниква поради произволно ориентирани домейни в материала. Учените са успели да разтворят наночастиците със същия заряд в две отделни физически области на кондензатора - всеки в своя регион.
Така наречената стена на домейни, област на обръщане на полярността, веднага се появи на условната граница между два различни полярни региона. Оказа се, че стената на домейна може да бъде преместена, ако напрежението се приложи към един от регионите на структурата. Преместването на стената на домейна в една посока стана еквивалентно на натрупването на отрицателен заряд. Освен това, колкото повече е зареден кондензаторът, толкова по-ниско е напрежението в неговите плочи. Това не е така с конвенционалните кондензатори. Увеличаването на заряда води до увеличаване на напрежението в плочите. Тъй като отрицателните и обикновените кондензатори са свързани последователно, процесите не нарушават закона за запазване на енергията, но водят до появата на интересно явление под формата на увеличаване на захранващото напрежение в необходимите точки на електронната верига. Любопитно е да се види как тези ефекти ще бъдат реализирани в електронни схеми.
Автор: Генадий Детинич
