Una banda elástica que se vuelve más gruesa cuanto más la estiras. En electricidad, este comportamiento se llama capacitancia negativa: cuanto más carga se acumula en las placas, menor es el voltaje. Un condensador normal funciona al revés: el voltaje aumenta junto con la carga. La capacitancia negativa promete un enorme ahorro de energía en los microchips, pero es difícil de obtener en su forma pura.

El problema es que en películas en capas de ferroeléctrico y dieléctrico (dos aislantes diferentes) surgen espontáneamente dominios, regiones microscópicas donde la polarización eléctrica está orientada de manera distinta. Es como si nuestra banda elástica se cubriera con una red de pequeñas grietas: el comportamiento general se deteriora y la capacitancia negativa desaparece. Los científicos llevan mucho tiempo buscando la manera de suprimir estos dominios, pero hasta ahora todos los experimentos mostraban su aparición inevitable.

Los autores del nuevo trabajo se preguntaron: ¿en qué condiciones no se forman dominios en absoluto? Analizaron la energía del sistema y encontraron un valor crítico del parámetro responsable de la energía de las paredes de dominio. Si la energía de la pared supera este umbral, al sistema no le conviene dividirse en dominios y permanece en un estado homogéneo con capacitancia negativa ideal. En términos simples, hay que hacer que las “grietas” sean tan energéticamente costosas que al material le resulte más fácil permanecer intacto.

La principal conclusión práctica es que, para obtener una capacitancia negativa estable, hay que aprender a controlar la energía de las paredes de dominio, ya sea mediante la composición del material, la temperatura o campos externos. Entonces, en lugar de una película “agrietada”, cultivaremos un resorte eléctrico perfectamente elástico. Tales estructuras podrían convertirse en la base de transistores que conmutan con un gasto mínimo de energía y de memorias ultradensas.