Prije nekog vremena publikacija Communications Physics objavila je znanstveni članak "Uključivanje feroelektričnih domena za negativan kapacitet", čiji su autori ruski fizičari s Južnog saveznog sveučilišta (Rostov na Donu) Jurij Tikhonov i Anna Razumnaya, fizičari s francuskog sveučilišta Jules Verne Picardy Igor Lukyanchuk i Anais Sen, kao i znanstvenik iz materijala iz Nacionalnog laboratorija Argonne Valery Vinokur. U članku se govori o stvaranju "nemogućeg" kondenzatora s negativnim nabojem, koji je predviđen prije desetljeća, ali tek je sada proveden u praksu.
Razvoj obećava revoluciju elektroničkih sklopova poluvodičkih uređaja. Par "negativnih" i konvencionalni pozitivno nabijeni kondenzator, serijski spojeni, podiže razinu ulaznog napona u određenoj točki iznad nazivne vrijednosti na razinu potrebnu za rad određenih sekcija elektroničkih sklopova. Drugim riječima, procesor se može napajati relativno niskim naponom, ali oni dijelovi sklopova (blokova) kojima je za rad potrebna povećana vrijednost napona dobit će kontrolirano napajanje povećanim naponom pomoću parova "negativnih" i konvencionalnih kondenzatora. To obećava poboljšanje energetske učinkovitosti računskih krugova i još mnogo toga.
Prije ove primjene negativnih kondenzatora, sličan učinak postignut je kratko vrijeme i to samo u posebnim uvjetima. Ruski znanstvenici zajedno s kolegama iz Sjedinjenih Država i Francuske smislili su stabilnu i jednostavnu negativnu strukturu kondenzatora pogodnu za masovnu proizvodnju i normalan rad.
Struktura negativnog kondenzatora koju su razvili fizičari sastoji se od dva odvojena područja od kojih svaka sadrži nanočestice feroelektričnog naboja s istim polaritetom (u sovjetskoj literaturi nazivali su ih feroelektričari). U normalnom stanju feroelektričari imaju neutralan naboj, koji nastaje zbog nasumično orijentiranih domena unutar materijala. Znanstvenici su uspjeli otopiti nanočestice s istim nabojem u dvije odvojene fizičke regije kondenzatora - svaka u svojoj regiji.
Takozvani zid domene, područje preokreta polariteta, odmah se pojavio na uvjetnoj granici između dvije različite polarne regije. Pokazalo se da se zid domene može pomaknuti ako se napon primijeni na jedno od područja strukture. Pomicanje stijenke domene u jednom smjeru postalo je ekvivalentno nakupljanju negativnog naboja. Štoviše, što je više kondenzatora nabijen, to je niži napon preko njegovih ploča. To nije slučaj s konvencionalnim kondenzatorima. Povećanje naboja dovodi do povećanja napona preko ploča. Budući da su negativni i obični kondenzatori spojeni serijski, procesi ne krše zakon očuvanja energije, već dovode do pojave zanimljivog fenomena u obliku povećanja napona napajanja u potrebnim točkama elektroničkog kruga. Zanimljivo je vidjeti kako će se ti učinci provoditi u elektroničkim krugovima.
Autor: Gennady Detinich
