W ramach projektu ENGIMA naukowcy i partnerzy technologiczni przesuwają granice praw fizyki, aby znacznie poprawić wydajność energetyczną, termiczną i obliczeniową.
W dzisiejszym świecie nanomateriały odgrywają kluczową rolę w powstawaniu inteligentnych urządzeń i czujników, gadżetów, urządzeń autonomicznych, robotów, czy sprzętów z myślą o biotechnologii i medycynie. Ale obwody stały się tak zminiaturyzowane i szybkie, że nie mogą już zarządzać ciepłem wytwarzanym podczas przetwarzania informacji.
El Marssi jest koordynatorem finansowanego przez Unię Europejską projektu ENGIMA, który zajmuje się tym właśnie problemem. Koncentruje się na tym, jak efektywnie rozprowadzać energię elektryczną w niewielkich skalach, wykorzystując przełomowe osiągnięcia nanotechnologii, które otwierają nowe możliwości i zastosowania, które jeszcze kilka lat temu wydawały się niemożliwe.
Proponowane przez naukowców podejście wykorzystuje właściwości materiałów ferroelektrycznych, które posiadają spontaniczną polaryzację, ale taką którą można odwrócić za pomocą zewnętrznego pola elektrycznego. Zwiększenie ładunku na dodatnim kondensatorze powoduje wzrost napięcia. Odwrotna sytuacja występuje w przypadku ujemnego kondensatora – jego napięcie spada wraz ze wzrostem ładunku.
Poprzez połączenie dwóch kondensatorów napięcie dodatniego kondensatora można lokalnie zwiększyć do punktu wyższego niż całkowite napięcie systemowe. Umożliwia to dystrybucję energii elektrycznej do obszarów obwodu wymagających wyższego napięcia, podczas gdy cały obwód działa przy niższym napięciu. Jak komentuje to odkrycie Igor Łukjanczuk, główny badacz ENGIMA:
Ten przełom pomoże zmniejszyć energię przełączania i napięcie robocze urządzeń elektronicznych, a tym samym zmniejszyć straty ciepła. Ujemna pojemność jest jednym z najważniejszych najnowszych osiągnięć w zmniejszaniu zużycia energii przez nanoukłady i rozwiązywaniu problemów związanych z przegrzewaniem, które ograniczają wydajność konwencjonalnych obwodów obliczeniowych. Bazując na tych badaniach, opracowujemy praktyczną platformę do wdrażania urządzeń o bardzo niskim poborze mocy do przetwarzania informacji.
