Pred časom je publikacija Communications Physics objavila znanstveni članek "Pridružitev feroelektričnih domen za negativno kapacitivnost", avtor avtorja sta ruska fizika iz Južne zvezne univerze (Rostov na Donu) Jurij Tikhonov in Anna Razumnaya, fizika iz francoske univerze Jules Verne Picardy Igor Lukyanchuk in Anais Sen ter znanstvenik iz materialov iz Argonne National Laboratory Valery Vinokur. Članek govori o ustvarjanju "nemogočega" kondenzatorja z negativnim nabojem, ki je bil napovedan pred desetletji, šele zdaj pa je uveljavljen v praksi.
Razvoj obljublja revolucijo elektronskih vezij polprevodniških naprav. Par "negativnih" in običajnih pozitivno napolnjenih kondenzatorjev, povezanih v seriji, dvigne nivo vhodne napetosti v dani točki nad nazivno vrednostjo na raven, potrebno za delovanje določenih odsekov elektronskih vezij. Z drugimi besedami, procesor lahko napaja razmeroma nizka napetost, toda tisti odseki vezij (blokov), ki potrebujejo povečano vrednost napetosti za delovanje, bodo prejeli nadzorovano napajanje s povečano napetostjo z uporabo parov "negativnih" in običajnih kondenzatorjev. To obljublja izboljšanje energetske učinkovitosti računalniških vezij in še več.
Pred tem izvajanjem negativnih kondenzatorjev je bil kratek čas in le pod posebnimi pogoji dosežen podoben učinek. Ruski znanstveniki so skupaj s kolegi iz ZDA in Francije oblikovali stabilno in preprosto strukturo negativnih kondenzatorjev, primernih za množično proizvodnjo in za normalno delovanje.
Struktura negativnega kondenzatorja, ki so ga razvili fiziki, je sestavljena iz dveh ločenih regij, od katerih vsaka vsebuje nanodelce feroelektrike z nabojem enake polarnosti (v sovjetski literaturi so jih imenovali feroelektriki). V normalnem stanju imajo feroelektriki nevtralen naboj, do katerega pride zaradi naključno usmerjenih domen znotraj materiala. Znanstvenikom je uspelo raztopiti nanodelce z istim nabojem v dveh ločenih fizičnih območjih kondenzatorja - vsak v svojem območju.
Na pogojni meji med dvema polarnima regijama se je takoj pojavil tako imenovani domenski zid, območje preobrata polarnosti. Izkazalo se je, da se lahko domenska stena premakne, če se napetost uporabi na enem od regij strukture. Premik stene domene v eno smer je postal enakovreden kopičenju negativnega naboja. Poleg tega bolj ko je kondenzator napolnjen, nižja je napetost na njegovih ploščah. Pri običajnih kondenzatorjih to ne velja. Povečanje napolnjenosti vodi do povečanja napetosti na ploščah. Ker se negativni in običajni kondenzatorji povežejo zaporedno, postopki ne kršijo zakona ohranjanja energije, ampak vodijo do zanimivega pojava v obliki povečanja napajalne napetosti na želenih točkah elektronskega vezja. Zanimivo je videti, kako se bodo ti učinki izvajali v elektronskih vezjih.
Avtor: Gennady Detinich
