Главная / Наука и технологии / Российские физики с русскими коллегами из США и Франции создали невозможный конденсатор

Российские физики с русскими коллегами из США и Франции создали невозможный конденсатор

Российские физики с русскими коллегами из США и Франции создали невозможный конденсатор0

Некое время назад в издании Communications Physics вышла научная статья «Harnessing ferroelectric domains for negative capacitance», авторами которой стали русские физики из Южного федерального института (Ростов-на-Дону) Юрий Тихонов и Анна Разумная, физики из французского Института Пикардии имени Жюль Верна Игорь Лукьянчук и Анаис Сен, а также материаловед из Аргоннской государственной лаборатории Валерий Винокур. В статье поведано о сотворении «неосуществимого» конденсатора с отрицательным зарядом, который был предсказан десятилетия назад, но получил практическое воплощение только лишь сейчас.

 

Российские физики с русскими коллегами из США и Франции создали невозможный конденсатор1

Смещение доменной стенки ― зоны разделения полярности ― под воздействием наружного управляющего напряжения (Argonne National Laboratory)

Разработка обещает революцию в электро цепях полупроводниковых устройств. Пара из «отрицательного» и обыденного конденсатора (двухполюсник с постоянным или переменным значением ёмкости и малой проводимостью; устройство для накопления заряда и энергии электрического поля) с положительным зарядом, соединённая поочередно, увеличивает топ-уровень входного напряжения (Электрическое напряжение между точками A и B — отношение работы электрического поля при переносе пробного заряда из точки A в B к величине этого пробного заряда) в данной точке выше номинального значения до нужного для работы определенных участков электро цепей. Другими словами, CPU может питаться сравнимо низким напряжением, но те участки цепей (блоки), которым для работы нужно завышенное значение напряжения, с помощью пар «отрицательных» и простых конденсаторов получат контролируемое питание с увеличенным вольтажом. Это обещает сделать лучше энергоэффективность вычислительных цепей и почти все другое.

До данной спец реализации отрицательных конденсаторов аналогичный эффект достигался краткосрочно и только лишь с соблюдением особых критерий. Русские учёные совместно с сотрудниками из США и Франции выдумали устойчивую и ординарную структуру отрицательных конденсаторов, подходящую для массового производства и для работы в простых критериях.

 

Разработанная физиками структура отрицательного конденсатора представляет собою две разбитые области, абсолютно каждая из которых включает микрочастицы ферроэлектрика с зарядом с схожей полярностью (в русской литературе они назывались сегнетоэлектрики). В обыкновенном состоянии ферроэлектрики имеют нейтральный заряд, что происходит из-за произвольно нацеленных доменов снутри материала. Учёные смогли развести микрочастицы с схожим зарядом по двум раздельным физическим областям конденсатора ― каждые в личную область.

На условной границе меж 2-мя разнополярными областями тут же появилась так именуемая доменная стенка ― область видоизменения полярности. Оказалось, что доменную стенку можно перемещать, если к одной из областей структуры подвести напряжение. Смещение доменной стенки в одном направлении стало эквивалентно скоплению отрицательного заряда. При этом, чем посильнее заряжается конденсатор, тем ниже напряжение на его обкладках. В простых конденсаторах всё не так. Увеличение заряда ведёт к повышению напряжения на обкладках. Так как отрицательный и простой конденсатор включены поочередно, процессы не нарушают указ сохранения энергии, но приводят к возникновению увлекательного явления в виде увеличения напряжения питания в подходящих точках электро цепи. Интересно узреть, как эти эффекты будут реализованы в электро цепях.

Понравилась статья - лайкни и оцени поставив звездочку ниже:

1 Звезда2 Звезды3 Звезды4 Звезды5 Звезд (Пока оценок нет)
Загрузка...

Оставить комментарий

Ваш email нигде не будет показан