Войти в аккаунт
Хотите наслаждаться полной версией, а также получить неограниченный доступ ко всем материалам?

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

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

Некоторое время назад в издании Communications Physics вышла научная статья «Harnessing ferroelectric domains for negative capacitance», авторами которой стали российские физики из Южного федерального университета (Ростов-на-Дону) Юрий Тихонов и Анна Разумная, физики из французского Университета Пикардии имени Жюль Верна Игорь Лукьянчук и Анаис Сен, а также материаловед из Аргоннской национальной лаборатории Валерий Винокур. В статье рассказано о создании «невозможного» конденсатора с отрицательным зарядом, который был предсказан десятилетия назад, но получил практическое воплощение только теперь.

 

Смещение доменной стены ― зоны разделения полярности ― под воздействием внешнего управляющего напряжения (Argonne National Laboratory)

Разработка обещает революцию в электронных цепях полупроводниковых устройств. Пара из «отрицательного» и обычного конденсатора с положительным зарядом, соединённая последовательно, повышает уровень входного напряжения в заданной точке выше номинального значения до необходимого для работы конкретных участков электронных цепей. Иными словами, процессор может питаться сравнительно низким напряжением, но те участки цепей (блоки), которым для работы необходимо повышенное значение напряжения, с помощью пар «отрицательных» и обычных конденсаторов получат контролируемое питание с увеличенным вольтажом. Это обещает улучшить энергоэффективность вычислительных цепей и многое другое.

До данной реализации отрицательных конденсаторов аналогичный эффект достигался кратковременно и только с соблюдением специальных условий. Российские учёные вместе с коллегами из США и Франции придумали устойчивую и простую структуру отрицательных конденсаторов, подходящую для массового производства и для работы в обычных условиях.

 

Разработанная физиками структура отрицательного конденсатора представляет собой две разделённые области, каждая из которых содержит наночастицы ферроэлектрика с зарядом с одинаковой полярностью (в советской литературе они назывались сегнетоэлектрики). В обычном состоянии ферроэлектрики имеют нейтральный заряд, что происходит из-за произвольно ориентированных доменов внутри материала. Учёные сумели развести наночастицы с одинаковым зарядом по двум раздельным физическим областям конденсатора ― каждые в свою область.

На условной границе между двумя разнополярными областями тут же возникла так называемая доменная стена ― область изменения полярности. Оказалось, что доменную стену можно перемещать, если к одной из областей структуры подвести напряжение. Смещение доменной стены в одном направлении стало эквивалентно накоплению отрицательного заряда. Причём, чем сильнее заряжается конденсатор, тем ниже напряжение на его обкладках. В обычных конденсаторах всё не так. Повышение заряда ведёт к увеличению напряжения на обкладках. Поскольку отрицательный и обычный конденсатор включены последовательно, процессы не нарушают закон сохранения энергии, но приводят к появлению интересного явления в виде наращивания напряжения питания в нужных точках электронной цепи. Любопытно увидеть, как эти эффекты будут реализованы в электронных цепях.

Автор: Геннадий Детинич
Источник: 3dnews.ru
{{ rating.votes_against }} {{ rating.rating }} {{ rating.votes_for }}

Комментировать

осталось 1800 символов
Свернуть комментарии

Все комментарии (12)

khan48

комментирует материал 15.04.2019 #

вообще-то не стена, а стенка, к слову сказать. Сегнетоэлектрики во многом подобны своим магнитным собратьям.

user avatar
Седобород

отвечает khan48 на комментарий 15.04.2019 #

Так и не понял статью...
Умножители напряжения - без трансформаторов,
за счёт обычных конденсаторов добивались увеличения
напряжения. То есть и сегодня можно включать такой
"умножитель" напряжения в нужное место для увеличения
напряжения...
Может они за счёт этого "нового" добились увеличения
постоянного напряжения? Не переменки или импульсной,
а стабилизированного напряжения? Тогда да!
Тогда очень интересно! :)))

user avatar
не_оттуда

отвечает Седобород на комментарий 15.04.2019 #

Однако кажется неправдоподобным. Придётся подождать, где-то ещё да сообщат конкретнее, что да как. Если действительно окажется возможным повышение (или, наоборот, снижение) напряжения без его преобразования и с малыми потерями мощности, то это может сильно улучшить всю "питательную" структуру - в смысле снижения уровня помех, который уже ни в какие ворота.

user avatar
Игорь Н.Киселёв

отвечает Седобород на комментарий 16.04.2019 #

Да всё просто.90% времени процессор простаивает,ждёт пока медленная периферия выполнит его команды.Потом процессор работает,периферия ждёт.Постоянное включение-выключение электронных компонентов ведёт к перепадам напряжения,поломкам.Пару кондюков будут пихать в наиболее критичные места,чтобы не провисало напряжение,сигналы.С помощью этого кондюка хотят сделать питание,сигналы,потоки данных более стабильными.Для тех кто в танке: питание процессора и периферии двуполярное,разновольтное.

no avatar
Лицо цэевропы

комментирует материал 15.04.2019 #

Не нашёл про сотрудничество с пиндосами, как и их самих в списке.

no avatar
Седобород

отвечает Лицо цэевропы на комментарий 15.04.2019 #

...Российские физики с русскими коллегами из США и Франции...
Русские из США и Франции... :)))

user avatar
banderlog312

комментирует материал 16.04.2019 #

Из пяти ученых из трех стран русско - украинские фамилии у четырех.

user avatar
×
Заявите о себе всем пользователям Макспарка!

Заказав эту услугу, Вас смогут все увидеть в блоке "Макспаркеры рекомендуют" - тем самым Вы быстро найдете новых друзей, единомышленников, читателей, партнеров.

Оплата данного размещения производится при помощи Ставок. Каждая купленная ставка позволяет на 1 час разместить рекламу в специальном блоке в правой колонке. В блок попадают три объявления с наибольшим количеством неизрасходованных ставок. По истечении периода в 1 час показа объявления, у него списывается 1 ставка.

Сейчас для мгновенного попадания в этот блок нужно купить 1 ставку.

Цена 10.00 MP
Цена 40.00 MP
Цена 70.00 MP
Цена 120.00 MP
Оплата

К оплате 10.00 MP. У вас на счете 0 MP. Пополнить счет

Войти как пользователь
email
{{ err }}
Password
{{ err }}
captcha
{{ err }}
Обычная pегистрация

Зарегистрированы в Newsland или Maxpark? Войти

email
{{ errors.email_error }}
password
{{ errors.password_error }}
password
{{ errors.confirm_password_error }}
{{ errors.first_name_error }}
{{ errors.last_name_error }}
{{ errors.sex_error }}
{{ errors.birth_date_error }}
{{ errors.agree_to_terms_error }}
Восстановление пароля
email
{{ errors.email }}
Восстановление пароля
Выбор аккаунта

Указанные регистрационные данные повторяются на сайтах Newsland.com и Maxpark.com

Перейти на мобильную версию newsland