Prieš kurį laiką leidinyje „Communications Physics“paskelbtas mokslinis straipsnis „Ferroelektrinių domenų panaudojimas neigiamam talpumui“, kurį parašė Rusijos fizikai iš Pietų federalinio universiteto (Rostovas prie Dono) Jurijus Tikhonovas ir Anna Razumnaya, fizikai iš Prancūzijos Jules Verne Picardy universiteto Igoris. Lukyanchuk ir Anais Sen, taip pat Argonno nacionalinės laboratorijos medžiagų žinovas Valerijus Vinokuras. Straipsnyje pasakojama apie „neįmanomo“kondensatoriaus su neigiamu įkrovimu sukūrimą, kuris buvo numatytas prieš dešimtmečius, tačiau tik dabar buvo pradėtas įgyvendinti.
Plėtra žada pakeisti puslaidininkinių įtaisų elektronines grandines. Pora „neigiamų“ir įprastų teigiamai įkrautų kondensatorių, sujungtų nuosekliai, pakelia įvesties įtampos lygį tam tikrame taške, viršijančiame nominalią vertę, iki lygio, būtino tam tikrų elektroninių grandinių sekcijų veikimui. Kitaip tariant, procesorius gali būti maitinamas iš santykinai žemos įtampos, tačiau tos grandinių sekcijos (blokai), kurių veikimui reikalinga padidinta įtampos vertė, gaus kontroliuojamą tiekimą su padidinta įtampa, naudojant „neigiamų“ir įprastų kondensatorių poras. Tai žada pagerinti skaičiavimo grandinių energijos vartojimo efektyvumą ir dar daugiau.
- „Salik.biz“
Prieš tai įgyvendinant neigiamus kondensatorius, panašus efektas buvo pasiektas neilgai ir tik esant ypatingoms sąlygoms. Rusijos mokslininkai kartu su kolegomis iš JAV ir Prancūzijos sugalvojo stabilią ir paprastą neigiamo kondensatoriaus struktūrą, tinkančią masinei gamybai ir normaliam darbui.
Fizikų sukurta neigiamo kondensatoriaus struktūra susideda iš dviejų atskirtų sričių, iš kurių kiekvienoje yra feroelektrinės nanodalelės, turinčios to paties poliškumo įkrovą (sovietinėje literatūroje jos buvo vadinamos feroelektrikomis). Normalioje būsenoje feroelektrikai yra neutralūs krūviai, atsirandantys dėl atsitiktinai orientuotų domenų medžiagos viduje. Mokslininkams pavyko ištirpinti nanodaleles tuo pačiu krūviu dviejuose atskiruose fiziniuose kondensatoriaus rajonuose - kiekviename savo regione.
Ant sąlyginės sienos tarp dviejų skirtingų poliarinių regionų iš karto atsirado vadinamoji domeno siena - poliškumo pasikeitimo sritis. Paaiškėjo, kad domeno siena gali būti perkelta, jei viename iš konstrukcijos regionų yra įtampa. Domeno sienos poslinkis viena kryptimi tapo lygiavertis neigiamo krūvio kaupimuisi. Be to, kuo daugiau kondensatoriaus įkraunama, tuo mažesnė įtampa per jo plokštes. Tai nėra įprastų kondensatorių atveju. Padidinus krūvį, padidėja įtampa per plokšteles. Kadangi neigiami ir įprasti kondensatoriai yra sujungti nuosekliai, procesai nepažeidžia energijos taupymo dėsnių, tačiau lemia įdomaus reiškinio atsiradimą padidinant maitinimo įtampą reikiamose elektroninės grandinės vietose. Smalsu sužinoti, kaip šie efektai bus įgyvendinti elektroninėse schemose.
Autorius: Genadijus Detiničius